CN108952887B - 油气分离装置及其控制系统、车辆和具有其的发动机 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种油气分离装置及其控制系统、车辆和具有其的发动机，该油气分离装置包括壳体、两个滤芯以及第一驱动机构，该壳体的内部空间形成有相互隔离的两个腔室，壳体上分别设置有与两个腔室一一对应连通的进气口和出气口；两个滤芯一一对应设置到两个腔室内；滤芯具有压缩状态和过滤状态，第一驱动机构能够驱动两个滤芯中的一者沿腔室的轴向向上压缩以具有压缩状态，另一者沿腔室的轴向向下伸展以具有过滤状态，以使得两个滤芯交替过滤。设置两个可压缩的滤芯交替工作，当其中一个滤芯饱和后，便切换另外一个滤芯工作，并将饱和的滤芯进行压缩，将积聚在该饱和的滤芯内的机油挤压导出，能够始终保持油气的高效分离。
Description
技术领域
本公开涉及油气分离领域，具体地，涉及一种油气分离装置及其控制系统、车辆和具有其的发动机。
背景技术
当前发动机的曲轴箱通风系统通常设置油气分离器对流入曲轴箱中的窜气进行油气分离，以满足日益严格的环保、排放、安全等法规要求。一般滤芯式油气分离器在经过一段时间工作后，内部就会充满机油，然后一段时间后机油会沿着滤芯流至回油处。当发动机一直处于大负荷工作时，很多的机油会被分离出来积聚在滤芯里，滤芯处于一种“饱和”状态，不但压力损失会增大，而且气流还有可能又将分离掉的机油携带出来，降低油气分离效率。
发明内容
本公开的目的是提供一种能够始终保持高效过滤的油气分离装置。
为了实现上述目的，本公开提供一种油气分离装置，包括壳体、两个滤芯以及第一驱动机构，该壳体的内部空间形成有相互隔离的两个腔室，所述壳体上分别设置有与所述两个腔室一一对应连通的进气口和出气口；所述两个滤芯一一对应设置到所述两个腔室内，所述滤芯具有压缩状态和过滤状态；所述第一驱动机构能够驱动所述两个滤芯中的一者沿所述腔室的轴向向上压缩以具有压缩状态，另一者沿所述腔室的轴向向下伸展以具有过滤状态，以使得所述两个滤芯交替过滤。
可选地，所述第一驱动机构包括至少两个电磁铁和磁性压缩网，所述壳体的内部空间经由第一隔板分隔成所述两个腔室，每个所述腔室的外壁上至少对应设置一个电磁铁，相应地，所述磁性压缩网包括分别设置在所述两个腔室内的两个，且位于所述两个滤芯的下方并高于所述电磁铁，所述电磁铁推动所述磁性压缩网沿所述腔室的内壁朝向所述轴向往复运动，以挤压所述滤芯。
可选地，每个所述腔室的上端还设置有用于止挡所述滤芯的上端向上运动的止挡板，所述止挡板上开设有用于供气体通过的通口。
可选地，每个所述腔室内部的下端设置有隔套，所述隔套的外周面与所述腔室间隔设置以形成有供油液回流的回油口，在所述腔室和所述隔套之间形成有供油液回流的回油口，并在所述过滤状态，所述磁性压缩网抵压在所述隔套的上端。
可选地，所述隔套的外周面通过多个连接筋与所述腔室相连，所述多个连接筋沿所述腔室的周向均匀间隔布置以形成有多个所述回油口。
可选地，所述隔套的下端形成有用作所述进气口的开口，所述腔室的上端形成有盖板，沿该盖板的周向间隔均匀的设置有多个所述出气口。
可选地，所述油气分离装置还包括两个传动轴，以及驱动该两个传动轴围绕所述腔室的周向旋转的第二驱动机构，所述传动轴的下端延伸到所述腔室内并连接到所述滤芯，且上端凸出于所述腔室，所述第二驱动机构包括驱动轴，通过该驱动轴驱动的主动轮、两个从动轮以及套设于所述主动轮、和所述两个从动轮上的传动皮带，所述两个从动轮分别设置在所述两个传动轴上，所述滤芯的上端连接在所述传动轴上。
根据本公开的再一方面，还提供一种发动机，包括上述公开的油气分离装置。
根据本公开的又一方面，还提供一种油气分离装置的控制系统，包括上述公开的油气分离装置，和用于分别检测所述两个腔室的进气压力和出气压力的两个第一检测装置和两个第二检测装置；以及控制装置，所述第一检测装置和所述第二检测装置分别与所述控制装置连接，所述控制装置与所述第一驱动机构连接；当所述第一检测装置检测的进气压力与所述第二检测装置检测的出气压力之间的压差超出所述控制装置的压差阈值，所述控制装置控制所述第一驱动机构驱动所述滤芯运动。
根据本公开的另一方面，还提供一种车辆，包括上述公开的油气分离装置的控制系统。
本技术的有益效果是：通过设置两个可压缩的滤芯交替工作，当其中一个滤芯饱和后，便切换另外一个滤芯工作，而与此同时将饱和的滤芯进行压缩，将积聚在该饱和的滤芯内的机油挤压导出，能够始终保持油气的高效分离。
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是本公开提供的油气分离装置的结构图；
图2是本公开提供的油气分离装置的横剖图；
图3是本公开提供的油气分离装置的一种纵剖图；
图4是本公开提供的油气分离装置的另一种纵剖图(不包含滤芯)；
图5是本公开提供的控制系统框图。
附图标记说明
1壳体 11腔室 12隔套
2滤芯 3第一驱动机构 31电磁铁
32磁性压缩网 4第一隔板 5止挡板
51通口 6出油通道 7连接筋
8盖板 81凸台 9第二驱动机构
91驱动轴 92主动轮 93从动轮
94传动皮带 10进气口 20出气口
30回油口 40传动轴 50第一检测装置
60第二检测装置 70控制装置
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”是指远离第二驱动机构的为上，接近第二驱动机构的为下；“内、外”是指相应部件的外轮廓而定义的。
如图1至图5所示，本公开提供一种油气分离装置和具有该油气分离装置的发动机。该油气分离装置包括壳体1、两个滤芯2以及第一驱动机构3，其中，该壳体1的内部空间形成有相互隔离的两个腔室11，壳体1上分别设置有与两个腔室11一一对应连通的进气口10和出气口20，两个滤芯2一一对应设置到两个腔室11内，滤芯2具有压缩状态和过滤状态，第一驱动机构3能够驱动两个滤芯2中的一者沿腔室11的轴向向上压缩以具有压缩状态，另一者沿腔室11的轴向向下伸展以具有过滤状态，以使得两个滤芯2交替过滤。
本油气分离装置中的两个腔室11交替工作，因此从初始状态开始，两个腔室11内的两个滤芯2便分别处于压缩状态和过滤状态，也即处于压缩状态的滤芯2此时为待工作状态，处于过滤状态的滤芯2此时为工作状态。
当油气混合物从曲轴箱出来进入到本油气分离装置后，由于处于压缩状态的滤芯2所处的腔室11内部压力较大，因而油气混合物首先通过进气口10进入到处于过滤状态的滤芯2所处的腔室11内，最终经过该滤芯2的过滤，分离后的气体通过出气口20排出壳体1外。当原本处于过滤状态的滤芯2饱和(也即不能再有效地进行分离油气)后，第一驱动机构3首先驱动初始状态时处于压缩状态的滤芯2向下运动，以释放滤芯2使其处于过滤状态，保持油气混合物的持续过滤；而后驱动另一个腔室11内饱和的滤芯2朝向上运动挤压，以使得该滤芯2由过滤状态切换到压缩状态，将机油从饱和的滤芯2内被压缩出来，使得饱和的滤芯2能够再次具备分离油气的过滤能力，以此往复循环，始终保持对于油气混合物的高效分离。
换言之，本油气分离装置通过设置两个可压缩的滤芯2交替工作，当其中一个滤芯2饱和后，便切换另外一个滤芯工作，而与此同时将饱和的滤芯进行压缩，将积聚在滤芯2内的机油挤压导出，保证油气的高效分离。
具体地，如图1、图3和图4所示，为了能够驱动两个滤芯2的运动，在本实施方式中，第一驱动机构3包括至少两个电磁铁31和磁性压缩网32，壳体1的内部空间经由第一隔板4分隔成两个腔室11，每个腔室11的外壁上至少对应设置一个电磁铁，相应地，磁性压缩网32包括分别设置在两个腔室11内的两个，且位于两个滤芯2的下方并高于电磁铁31，电磁铁31推动磁性压缩网32沿腔室11的内壁朝向轴向往复运动，以挤压或释放滤芯2。
根据同性相斥、异性相吸原理，通过改变设置在两个腔室11外壁上的磁极，使得与之相配合的设置在两个腔室11内的两个磁性压缩网32的磁极相反或相同，以驱动磁性压缩网32沿轴向向下或向上运动。具体当其中一个腔室11内的滤芯2饱和需要由过滤状态切换到压缩状态时，只需将该腔室11上的电磁铁的磁极与相应的磁性压缩网的磁极相同，便可以驱动该磁性压缩网朝向远离该电磁铁的方向运动以将该滤芯进行压缩；同理，由压缩状态切换到过滤状态的具体原理与上述基本相同，只需使得电磁铁的磁极和磁性压缩网的磁极相反，即可实现，对此不作赘述。并且，如图4所示，本磁性压缩网32呈网格状，能够允许油气的通过，保证油气的正常分离。
当然，在其他实施方式中，电磁铁也可以设置在腔室11的外壁的上端，磁性压缩网32则设置到滤芯2的上方，并在轴向高度上低于电磁铁的位置，同样能够起到驱动滤芯2上下运动的目的。
进一步地，当磁性压缩网32从滤芯2的下端推动其向上运动，挤压滤芯2本体时，首先，需要将滤芯2的上端抵挡，以防止其随磁性压缩网的运动而随动。因此，在本实施方式中，如图3和图4所示，每个腔室11的上端还设置有用于止挡滤芯2的上端向上运动的止挡板5。也即，止挡板5作为上限位件，用于抵挡滤芯2的上端，使得磁性压缩网32在驱动滤芯2的下端运动时，能够将滤芯2进行压缩，分离机油。并且为了不阻挡气体的流通，止挡板5上开设有用于供气体通过的通口51，方便气体的排出。
同时，在本实施方式中，每个腔室11内部的下端设置有隔套12，其中隔套12的外周面和腔室11间隔设置以形成有供油液回流的回油口30，并在过滤状态，磁性压缩网32抵压在隔套12的上端。这样，当处于滤芯2处于过滤状态时，隔套12可以用于支撑磁性压缩网32，也即隔套12为用于限定磁性压缩网32的下限位件。
具体地，在本实施方式中，如图2所示，隔套12的外周面通过多个连接筋7与腔室11相连，多个连接筋7沿腔室11的周向均匀间隔布置以形成多个回油口30。这样，分离出来的机油能够沿着回油口30回流到曲轴箱内。
如图3所示，为方便回油，腔室11的内壁下端朝向外拐折形成有台阶结构，以使得外腔室11的下端部与隔套12之间的间距变大，该间距可用作与上述的回油口30连通的出油通道6，以方便回油，实现机油回收利用。
除此之外，在本实施方式中，如图4所示，隔套12的下端形成有用作进气口10的开口，腔室11的上端形成有盖板8，沿该盖板8的周向间隔均匀的设置有多个出气口20。
这样，油气混合物直接从隔套12的下端开口进入到腔室11内，经过滤芯2的过滤后，最终从盖板8上的出气口20排出。
为了加快机油从滤芯2内分离出来，在本实施方式中，两个腔室11沿水平方向并排设置，本油气分离装置还包括两个传动轴40，以及驱动该两个传动轴40围绕腔室11的周向旋转的第二驱动机构9，传动轴40的下端延伸到腔室11内并连接到滤芯2，且上端凸出于腔室11，该第二驱动机构9包括驱动轴91，通过该驱动轴91驱动的主动轮92、两个从动轮93以及套设于主动轮92和两个从动轮93上的传动皮带94，两个从动轮93分别设置在两个传动轴40上，滤芯2的上端连接在传动轴40上。
通过驱动轴91驱动主动轮92的运动，使得传动皮带94分别带动两个从动轮旋转，以此最终带动传动轴40的转动，由于滤芯2的上端与传动轴40连接，因此，滤芯2便会随传动轴40转动。旋转的滤芯2一方面能够在过滤的时候将机油从滤芯2内甩出，同时另一方面在压缩过程中能够将机油甩向腔室11的内壁，实现机油的快速分离。当然，在其他实施方式中，两个传动轴40中的一个处于旋转状态时，另外一个可以处于待机状态，也即静止状态。
另外，在本实施方式中，盖板8的中部还凸出设置有凸台81，该凸台81内部中空，以能够容纳传动轴40凸出于腔室11的部分，防止其他部件干涉传动轴40的运动。
如图5所示，本公开还提供一种油气分离装置的控制系统以及具有该控制系统的车辆。该控制系统包括上述公开的油气分离装置，和用于分别检测两个腔室11的进气压力和出气压力的两个第一检测装置50和两个第二检测装置60；以及控制装置70，第一检测装置50和第二检测装置60分别于控制装置70连接，控制装置70与第一驱动机构3连接。
当第一检测装置50检测的进气压力与第二检测装置60检测的出气压力之间的压差超出控制装置70的压差阈值，控制装置70控制第一驱动机构3驱动滤芯2运动。
具体地，当滤芯2达到饱和后，压力损失会较大，因此当检测到的进气压力和出气压力的压差大于设定的阈值时，说明此时该滤芯2已达到饱和状态，因此，控制装置70在接收到压力检测装置的信号后，会向第一驱动机构3发出信号，使得第一驱动机构3开始动作，以驱动滤芯2的运动，使得其中饱和的滤芯处于压缩状态将机油分离，另外一个处于过滤状态继续交替工作。
其中，控制装置70可以为车辆的ECU，第一检测装置50可以为设置在进气口附近的第一压力传感器，以方便监测进气口的压力，第二检测装置60则可以为设置在出气口附近的第二压力传感器，以用于实时监测出气口的压力，实时反馈给ECU，由ECU发送信号给电磁铁31。
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)
1.一种油气分离装置，包括壳体(1)和两个滤芯(2)，该壳体(1)的内部空间形成有相互隔离的两个腔室(11)，所述两个滤芯(2)一一对应设置到所述两个腔室(11)内，其特征在于，所述壳体(1)上分别设置有与所述两个腔室(11)一一对应连通的进气口(10)和出气口(20)，所述滤芯(2)具有压缩状态和过滤状态，所述油气分离装置还包括第一驱动机构(3)，所述第一驱动机构(3)能够驱动所述两个滤芯(2)中的一者沿所述腔室(11)的轴向向上压缩以具有压缩状态，另一者沿所述腔室(11)的轴向向下伸展以具有过滤状态，以使得所述两个滤芯(2)交替过滤。
2.根据权利要求1所述的油气分离装置，其特征在于，所述第一驱动机构(3)包括至少两个电磁铁(31)和磁性压缩网(32)，所述壳体(1)的内部空间经由第一隔板(4)分隔成所述两个腔室(11)，每个所述腔室(11)的外壁上至少对应设置一个电磁铁，相应地，所述磁性压缩网(32)包括分别设置在所述两个腔室(11)内的两个，且位于所述两个滤芯(2)的下方并高于所述电磁铁(31)，所述电磁铁(31)推动所述磁性压缩网(32)沿所述腔室(11)的内壁朝向所述轴向往复运动，以挤压或释放所述滤芯(2)。
3.根据权利要求2所述的油气分离装置，其特征在于，每个所述腔室(11)的上端还设置有用于止挡所述滤芯(2)的上端向上运动的止挡板(5)，所述止挡板(5)上开设有用于供气体通过的通口(51)。
4.根据权利要求2所述的油气分离装置，其特征在于，每个所述腔室(11)内部的下端设置有隔套(12)，所述隔套(12)的外周面与所述腔室(11)间隔设置以形成有供油液回流的回油口(30)，并在所述过滤状态，所述磁性压缩网(32)抵压在所述隔套(12)的上端。
5.根据权利要求4所述的油气分离装置，其特征在于，所述隔套(12)的外周面通过多个连接筋(7)与所述腔室(11)相连，所述多个连接筋(7)沿所述腔室(11)的周向均匀间隔布置以形成有多个所述回油口(30)。
6.根据权利要求4所述的油气分离装置，其特征在于，所述隔套(12)的下端形成有用作所述进气口(10)的开口，所述腔室(11)的上端形成有盖板(8)，沿该盖板(8)的周向间隔均匀的设置有多个所述出气口(20)。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的油气分离装置，其特征在于，所述油气分离装置还包括两个传动轴(40)，以及驱动该两个传动轴(40)围绕所述腔室(11)的周向旋转的第二驱动机构(9)，所述传动轴(40)的下端延伸到所述腔室(11)内并连接到所述滤芯(2)，且上端凸出于所述腔室(11)，所述第二驱动机构(9)包括驱动轴(91)，通过该驱动轴(91)驱动的主动轮(92)、两个从动轮(93)以及套设于所述主动轮(92)和所述两个从动轮(93)上的传动皮带(94)，所述两个从动轮(93)分别设置在所述两个传动轴(40)上，所述滤芯(2)的上端连接在所述传动轴(40)上。
8.一种发动机，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任意一项所述的油气分离装置。
9.一种油气分离装置的控制系统，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任意一项所述的油气分离装置；
用于分别检测所述两个腔室(11)的进气压力和出气压力的两个第一检测装置(50)和两个第二检测装置(60)；
以及控制装置(70)，所述第一检测装置(50)和所述第二检测装置(60)分别与所述控制装置(70)连接，所述控制装置(70)与所述第一驱动机构(3)连接；
当所述第一检测装置(50)检测的进气压力与所述第二检测装置(60)检测的出气压力之间的压差超出所述控制装置(70)的压差阈值，所述控制装置(70)控制所述第一驱动机构(3)驱动所述滤芯(2)运动。
10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求9所述的油气分离装置的控制系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Oil gas separation device and its control system, vehicle and engine with it Effective date of registration: 20211213 Granted publication date: 20190920 Pledgee: BEIJING AUTOMOTIVE GROUP Co.,Ltd. Pledgor: Borgward Automotive (China) Co., Ltd. Registration number: Y2021990001167 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231201 Granted publication date: 20190920 Pledgee: BEIJING AUTOMOTIVE GROUP Co.,Ltd. Pledgor: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd.|Borgward Automotive (China) Co., Ltd. Registration number: Y2021990001167 |