CN109139188A - 一种滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置，包括：设置在气缸盖罩内安装槽的滤孔式分离装置和初分离装置，以及设置在气缸盖罩外部的气驱式油气分离器；所述安装槽开设有用于接收曲轴箱中油气混合物的进气孔，所述安装槽还设有用于将分离后的废气排出的排气孔，所述排气孔通过管道连接气驱式油气分离器，所述气缸盖罩、滤孔式分离装置和初分离装置组合形成弯曲的油气通道；该滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置能够对油气混合物进行加速，分离的油滴通过回油腔流出，分离效率高，能满足国六发动机排放标准。

Description

一种滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置

技术领域

本发明属于油气分离技术领域，具体涉及一种滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置。

背景技术

发动机在工作时产生的油气进入燃烧室参加燃烧，这一部分油气中含有的机油通常不能完全燃烧，而是连同废气一起经活塞环窜入曲轴箱内，进入到曲轴箱后，该部分机油蒸汽凝结变稀，性能下降，而且可燃混合气和废气进入曲轴箱内还会使得曲轴箱内压力增大，机油从曲轴油封、衬垫等处渗漏，增加发动机运转过程中对大气的污染，因此，需要通过在气缸盖罩中集成油气分离器来对发动机排除的油气进行分离，传统的气缸盖罩只能进行单次分离，效果并不能达到预期。

如公开号为CN205559013U的中国实用新型专利“一种气缸盖罩”，包括气缸盖罩本体，气缸盖罩本体内侧形成有油气预分离腔室，该油气预分离腔室设有预分离进气口和预分离出气口，在油气预分离室内从所述预分离进气口到所述预分离出气口依次设有沿垂直方向间隔排列的多个横向隔板和沿水平方向呈迷宫式间隔排列的多个纵向隔板，横向隔板与纵向隔板之间形成连通预分离进气口和预分离出气口的迷宫式的油气通道，并在气缸盖罩外侧壁集成有油气分离器。

如公开号为CN102705040B的中国发明专利“独立外挂式多级油气分离器总成”，是一种气驱式主动分离器，能够对曲轴箱中的油气混合物进行主动分离，但仅采用主动式分离装置分离效率较低，无法满足国六排放标准。

通过以上内容可以发现，现有技术中气缸盖罩油气预分离的核心在于横向隔板与纵向隔板之间形成的迷宫式的油气通道，但其单层结构油气分离能力差，分离效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种新的滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置，能够有效分离油气混合物种的油滴，而且分离效率高，不需要定期维护更换滤芯，能满足国六发动机要求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置，包括：设置在气缸盖罩内安装槽的滤孔式分离装置和初分离装置，以及设置在气缸盖罩外部的气驱式油气分离器；所述安装槽开设有用于接收曲轴箱中油气混合物的进气孔，所述安装槽还设有用于将分离后的废气排出的排气孔，所述排气孔通过管道连接到气驱式油气分离器；油气混合物自进气孔流入，先流经初分离装置进行初步油气分离，然后流经滤孔式分离装置进行油气加速分离，最后通过和排气孔输送到气驱式油气分离器；所述气缸盖罩、滤孔式分离装置和初分离装置组合形成弯曲的油气通道，所述初分离装置包括：设置在底板上的第一曲线型挡板、第二曲线型挡板以及平行布置在底板上的第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板、第五隔板和第六隔板；所述滤孔式分离装置包括：平行布置在底板上的粗滤孔板、粗滤挡板和设置在粗滤孔板上的单向阀；由于单向阀的设置，在内部气压较小时单向阀不导通，内部气压过大时单向阀导通缓解内部气压保障分离效果，使得滤孔式分离装置具有自适应调压的特性。

在一个实施例中，所述底板上还设置有第一回油腔、第二回油腔、第三回油腔、第四回油腔和第五回油腔；油气混合物从进气孔进入后，在第一隔板的作用下部分油滴被分离，分离后的油滴经第一回油腔排出，解决排油问题；油气混合物流经第二隔板和第三隔板后，在冲击力的作用下，部分分离出的油滴经第二回油腔排出；油气混合物流经第四隔板和第五隔板后，在冲击力的作用下，部分分离出的油滴经第三回油腔排出；油气混合物流经第六隔板后，在冲击力的作用下，部分分离出的油滴经第四回油腔排出；随后，油气混合物流经滤孔式分离装置，在冲击力的作用下，部分分离出的油滴经第五回油腔排出，达到了排出分离后的油滴的效果。

所述滤孔式分离装置中的粗滤孔板上设置有用于对油气混合物进行加速粗过滤孔；在一个实施例中，所述粗滤挡板上设置有用于碰撞分离油滴并导流到第五回油腔的一滤筋条，在又一个实施例中，所述粗滤挡板上设置有用于增加油气碰撞接触面积的针状凸起部，所述针状凸起部能够有效防止油滴由于高速碰撞造成二次破碎，提高油气分离效率；所述粗滤挡板为非封闭的开口结构(便于油气混合物流动)，所述第五回油腔设置在粗滤孔板和粗滤挡板的下方用于排出收集到的油滴。

在一个实施例中，所述滤孔式分离装置还包括设置在底板上用于碰撞分离油滴的曲形板以及用于排出收集油滴的第六回油腔，所述曲形板还设置有用于将油滴导流到第六回油腔的二滤筋条。

在一个实施例中，所述粗滤孔板和粗滤挡板的间距为2～5mm，根据进气孔的进气量大小，所述粗过滤孔的孔径为3～6mm，所述粗过滤孔的个数为10～45个，使通过粗滤孔板的流速控制在5～8m/s，流经粗滤孔板油气混合物在该流速范围内与粗滤挡板撞击分离大油滴的效果好。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

该滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置能够对油气混合物进行加速，通过初分离装置可以分离大油滴，滤孔式分离装置可以进一步提升分离效率；此外，该滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置还可以根据进气量的大小预设粗滤孔的规格(包括孔径大小和滤孔个数)，以此保障油气混合物加速后的流速，提升撞击分离油滴的效率。

附图说明

以下参照附图对本发明的实施例作进一步说明，其中：

图1为根据本发明一个实施例的滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置的结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例预滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置(底板未示出)的三维结构示意图；

图3为根据本发明一个实施例的粗滤孔板、粗滤挡板和单向阀的结构示意图；

图4为根据本发明一个实施例的单向阀的出口端覆盖细滤孔的结构示意图；

图5为根据本发明一个实施例的气驱式油气分离器的结构示意图；

图6为根据本发明一个实施例的粗滤挡板设有针状凸起部的三维结构示意图；

图7为根据本发明一个实施例的单向阀导通状态下的工作原理图。

图中，100为汽缸盖罩，101为安装槽，102为进气孔，103为出气孔，201为底板，202为第一曲线型挡板，203为第二曲线型挡板，204为第一隔板，205为第二隔板，206为第三隔板，207为第四隔板，208为第五隔板，209为第六隔板，210为粗滤孔板，211为粗滤挡板，212为第一回油腔，213为第二回油腔，214为第三回油腔，215为第四回油腔，216为第五回油腔，217为第六回油腔，218为曲形板，219为单向阀，220为粗滤孔，221为一滤筋条，222为针状凸起部，400为气驱式油气分离器，401为废气入口，402为压缩气体入口，403为混合气体出口，404为回油口。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的实施例中提供了一种滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置，该滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置包括设置在气缸盖罩内安装槽的滤孔式分离装置和初分离装置，以及设置在气缸盖罩外部的气驱式油气分离器；初分离装置可以在油气混合物进气阶段分离部分油滴，油气混合物流经初分离装置后进入滤孔式分离装置，在滤孔式分离装置中进行加速碰撞分离，并将油滴通过回油管排出，分离后的废气通过排气孔输送至气驱式油气分离器进行主动式油气分离。如图1和图2所示，气缸盖罩100设有安装初分离装置和滤孔式分离装置的安装槽101，所述安装槽101开设有用于接收发动机曲轴箱中油气混合物的进气孔102以及用于将分离后的废气排出的排气孔103，所述排气孔103通过管道(图中未示出)连接到气驱式油气分离器400的废气入口401，所述气缸盖罩100、滤孔式分离装置和初分离装置组合形成弯曲的油气通道，所述初分离装置包括设置在底板201上的第一曲线型挡板202、第二曲线型挡板203以及平行布置在底板201上用于碰撞分离油滴的第一隔板204、第二隔板205、第三隔板206、第四隔板207、第五隔板208和第六隔板209，所述第一曲线型挡板202、第二曲线型挡板203、第一隔板204、第二隔板205、第三隔板206、第四隔板207、第五隔板208和第六隔板209共同围成弯曲的油气通道，油气混合物自进气孔102流入后流经初分离装置，在隔板作用下部分油滴已被初步分离出来；然后，油气混合物流入滤孔式分离装置，所述滤孔式分离装置包括平行布置在底板201上用于对油气混合物进行加速的粗滤孔板210、用于碰撞分离油滴的粗滤挡板211和设置在粗滤孔板210上的单向阀219(如图3所示)，油气混合物流经滤孔式分离装置时，油气混合物经过粗滤孔板210进行加速，然后与粗滤挡板211进行碰撞分离，单向阀219用于调节内部气压以便达到更好的分离效果，分离完成后分离后经排气孔103将废气输送到气驱式油气分离器400的废气入口401，所述的气驱式油气分离器400是采用现有的常规设备(如旋风分离器)，如图5所示，所述的气驱式油气分离器400还设有压缩气体入口402、混合气体出口403和回油口404，油气混合物经由废气入口401进入气驱式油气分离器400后进行高速碰撞，油滴被进一步分离出来；所述压缩气体入口402用于吸入发动机增压后的压缩气体以推动喷射泵产生负压来克服碰撞分离所需要的阻力，分离后的油滴通过回油口404流回到发动机油底壳，分离油滴后的废气与进入压缩气体入口402的气体通过混合气体出口403被引入发动机进气管进入燃烧室燃烧，最终达到对于曲轴箱油气混合物的被动式与主动式分离，使分离效果达到国六发动机排放标准。

在一个实施例中，所述底板201上还设置有用于排出所收集油滴的第一回油腔212、第二回油腔213、第三回油腔214、第四回油腔215和第五回油腔216；油气混合物从进气孔102进入后，首先在第一隔板204的作用下部分油滴被分离，分离后的油滴经第一回油腔212排出；随后油气混合物流经第二隔板205和第三隔板206后，在冲击力的作用下，部分分离出的油滴经第二回油腔213排出；随后油气混合物流经第四隔板207和第五隔板208后，在冲击力的作用下，部分分离出的油滴经第三回油腔214排出；最后，油气混合物流经第六隔板209后，在冲击力的作用下，部分分离出的油滴经第四回油腔215排出；随后，油气混合物流经滤孔式分离装置，油气混合物经过粗滤孔板210进行加速，然后与粗滤挡板211进行碰撞分离，部分分离出的油滴经第五回油腔216排出。

所述粗滤孔板210上设置有用于对油气混合物进行一次加速的粗滤孔220。在一个实施例中，如图3所示，所述粗滤挡板211上设置有用于碰撞分离大油滴并导流大油滴到第五回油腔216的一滤筋条221；在又一个实施例中，如图6所示，所述粗滤挡板211上设置有用于增加油气碰撞接触面积的针状凸起部222，所述针状凸起部222能够有效吸附高速碰撞粗滤挡板211的大油滴并将油滴导流到第五回油腔216，防止大油滴由于高速碰撞造成二次破碎(大油滴碰撞容易产生飞溅)，提高油气分离效率。所述第五回油腔216设置在粗滤孔板210和粗滤挡板211的下方用于排出收集到的油滴，所述粗滤挡板211为非封闭的开口结构(便于形成油气通道)，所述单向阀219的出口端固定在粗滤孔板210上，由于粗滤孔板210上设有粗滤孔220，因此单向阀219的出口端会覆盖部分粗滤孔220(如图3、图4所示)，在油气混合物流经滤孔式分离装置的气压较小时(油气混合物流速小于8m/s)，气压不足以冲击打开单向阀219，油气混合物可以通过单向阀219未覆盖的粗滤孔220进行加速，在气压大到一定程度时(油气混合物流速大于8m/s时)，气压足以冲击打开单向阀219，部分油气混合物会流经单向阀219覆盖的粗滤孔220，达到了自适应调节内部压力的效果，保障了内部碰撞分离的稳定性；所述单向阀214的原理是初始状态下，其顶盖依靠弹簧弹力顶住入口端，只有在入口端压力大于一定程度后，顶盖压缩弹簧使单向阀导通(如图7所示)，此时介质可经入口端进入从出口端覆盖的粗滤孔流出。油气混合物流经粗滤孔板210加速后与粗滤挡板211进行撞击，油滴将通过一滤筋条221流入第五回油腔216，其余的油气混合物流经粗滤挡板211的开口部分(油气通道)流出。

在一个实施例中，如进气孔102的进气量为60L/min，所述粗滤孔220的孔径设置为3mm，所述粗滤孔220的个数设置为22个(其中单向阀219的出口端覆盖4个，未被单向阀219的出口端覆盖有18个，油气混合物可以通过未被覆盖的18个粗滤孔220)，所述粗滤孔板210和粗滤挡板211的间距设置为2mm，使通过油气混合物流经粗滤孔板210的流速控制在约7.9m/s，此时内部气压不足以使单向阀219导通，流经粗滤孔板210油气混合物在该流速和间距的设置下与粗滤挡板211撞击分离大油滴，可以获得较好的分离效果；当进气孔102的进气量从60L/min提升至78L/min时，油气混合物流经粗滤孔板210的流速提升至10.2m/s，单向阀219在气体压力冲击下导通(油气混合物可以通过22个粗滤孔220)，使油气混合物流经粗滤孔板210的流速降至8.4m/s，流经粗滤孔板210油气混合物在该流速和间距的设置下与粗滤挡板211撞击，可以获得较好的分离效果；在又一个实施例中，如进气孔102的进气量为105L/min，所述粗滤孔220的孔径设置为6mm，所述粗滤孔220的个数设置为10个(其中单向阀219的出口端覆盖2个，未被单向阀219的出口端覆盖有8个，油气混合物可以通过未被覆盖的8个粗滤孔220)，所述粗滤孔板210和粗滤挡板211的间距设置为3mm，使通过油气混合物流经粗滤孔板210的流速控制在约7.7m/s，此时内部气压不足以使单向阀219导通，流经粗滤孔板210油气混合物在该流速和间距的设置下与粗滤挡板211撞击分离大油滴，可以获得较好的分离效果；当进气孔102的进气量从105L/min提升至140L/min时，油气混合物流经粗滤孔板210的流速提升至10.3m/s，单向阀219在气体压力冲击下导通(油气混合物可以通过10个粗滤孔220)，使油气混合物流经粗滤孔板210的流速降至8.3m/s，流经粗滤孔板210油气混合物在该流速和间距的设置下与粗滤挡板211撞击，可以获得较好的分离效果；在又一个实施例中，如进气孔102的进气量为180L/min，所述粗滤孔220的孔径设置为5mm，所述粗滤孔220的个数设置为24个(其中单向阀219的出口端覆盖4个，未被单向阀219的出口端覆盖有20个，油气混合物可以通过未被覆盖的20个粗滤孔220)，所述粗滤孔板210和粗滤挡板211的间距设置为5mm，使通过油气混合物流经粗滤孔板210的流速控制在约7.6m/s，此时内部气压不足以使单向阀219导通，流经粗滤孔板210油气混合物在该流速和间距的设置下与粗滤挡板211撞击分离大油滴，可以获得较好的分离效果；当进气孔102的进气量从180L/min提升至240L/min时，油气混合物流经粗滤孔板210的流速提升至10.2m/s，单向阀219在气体压力冲击下导通(油气混合物可以通过24个粗滤孔220)，使油气混合物流经粗滤孔板210的流速降至8.5m/s，流经粗滤孔板210油气混合物在该流速和间距的设置下与粗滤挡板211撞击，可以获得较好的分离效果；在又一个实施例中，如进气孔102的进气量为200L/min，所述粗滤孔220的孔径设置为6mm，所述粗滤孔220的个数设置为20个(其中单向阀219的出口端覆盖4个，未被单向阀219的出口端覆盖有16个，油气混合物可以通过未被覆盖的16个粗滤孔220)，所述粗滤孔板210和粗滤挡板211的间距设置为4mm，使通过油气混合物流经粗滤孔板210的流速控制在约7.4m/s，此时内部气压不足以使单向阀219导通，流经粗滤孔板210油气混合物在该流速和间距的设置下与粗滤挡板211撞击分离大油滴，可以获得较好的分离效果；当进气孔102的进气量从200L/min提升至270L/min时，油气混合物流经粗滤孔板210的流速提升至9.9m/s，单向阀219在气体压力冲击下导通(油气混合物可以通过20个粗滤孔220)，使油气混合物流经粗滤孔板210的流速降至8m/s，流经粗滤孔板210油气混合物在该流速和间距的设置下与粗滤挡板211撞击，可以获得较好的分离效果；在又一个实施例中，如进气孔102的进气量为230L/min，所述粗滤孔220的孔径设置为4mm，所述粗滤孔220的个数设置为45个(其中单向阀219的出口端覆盖5个，未被单向阀219的出口端覆盖有40个，油气混合物可以通过未被覆盖的40个粗滤孔220)，所述粗滤孔板210和粗滤挡板211的间距设置为4mm，使通过油气混合物流经粗滤孔板210的流速控制在约8m/s，此时内部气压不足以使单向阀219导通，流经粗滤孔板210油气混合物在该流速和间距的设置下与粗滤挡板211撞击分离大油滴，可以获得较好的分离效果；当进气孔102的进气量从230L/min提升至300L/min时，油气混合物流经粗滤孔板210的流速提升至9.9m/s，单向阀219在气体压力冲击下导通(油气混合物可以通过45个粗滤孔220)，使油气混合物流经粗滤孔板210的流速降至8.8m/s，流经粗滤孔板210油气混合物在该流速和间距的设置下与粗滤挡板211撞击，可以获得较好的分离效果。

在一个实施例中，请继续参考图1和图2，所述滤孔式分离装置还包括设置在底板201上用于碰撞分离油滴的曲形板218以及用于排出收集油滴的第六回油腔217，所述曲形板218还设置有用于碰撞分离油滴并导流到第六回油腔217的二滤筋条(图中未示出)；油气混合物对曲形板218进行撞击，油滴通过二滤筋条流入第六回油腔217，其余油气混合物流经曲形板218的上方(油气通道)进入排气孔103，完成对曲轴箱中油气混合物的预分离。

从上述实施例可以看出，与现有技术相比，根据本申请的实施例的滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置能够对油气混合物进行加速，分离油滴并通过回油腔流出，分离效率高；还可以根据进气量的大小预设粗滤孔的规格(包括孔径大小和滤孔个数)，以此保障加速后的流速，提升撞击分离油滴的效率，最终能满足国六排放的标准。

本说明书中针对“各个实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”、或“实施例”等的参考指代的是结合所述实施例所描述的特定特征、结构、或性质包括在至少一个实施例中。因此，短语“在各个实施例中”、“在一些实施例中”、“在一个实施例中”、或“在实施例中”等在整个说明书中各地方的出现并非必须指代相同的实施例。此外，特定特征、结构、或性质可以在一个或多个实施例中以任何合适方式组合。因此，结合一个实施例中所示出或描述的特定特征、结构或性质可以整体地或部分地与一个或多个其他实施例的特征、结构、或性质无限制地组合，只要该组合不是非逻辑性的或不能工作。另外，本申请附图中的各个元素仅仅为了示意说明，并非按比例绘制。

由此描述了本发明的至少一个实施例的几个方面，可以理解，对本领域技术人员来说容易地进行各种改变、修改和改进。这种改变、修改和改进意于在本发明的精神和范围内。

Claims (5)

1.一种滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置，包括：设置在气缸盖罩内安装槽的滤孔式分离装置和初分离装置，以及设置在气缸盖罩外部的气驱式油气分离器；所述安装槽开设有进气孔和排气孔，所述排气孔通过管道连接到气驱式油气分离器，所述气缸盖罩、滤孔式分离装置和初分离装置组合形成油气通道，其特征在于：

所述初分离装置包括：设置在底板上的第一曲线型挡板、第二曲线型挡板以及平行布置在底板上的第一隔板、第二隔板、第三隔板、第四隔板、第五隔板和第六隔板；所述滤孔式分离装置包括：平行布置在底板上的粗滤孔板、粗滤挡板和设置在粗滤孔板上的单向阀。

2.如权利要求1所述的滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置，其特征在于：所述底板上还设置有第一回油腔、第二回油腔、第三回油腔、第四回油腔和第五回油腔。

3.如权利要求2所述的滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置，其特征在于：所述滤孔式分离装置中的粗滤孔板上设置有粗过滤孔，所述粗滤挡板上设置有一滤筋条或针状凸起部，所述粗滤挡板为非封闭的开口结构，所述单向阀的出口端固定在粗滤孔板上，所述第五回油腔设置在粗滤孔板和粗滤挡板的下方。

4.如权利要求1所述的滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置，其特征在于：所述滤孔式分离装置还包括设置在底板上的曲形板以及第六回油腔，所述曲形板还设置有二滤筋条。

5.如权利要求3所述的滤板气驱式自适应调压发动机油气分离装置，其特征在于：所述粗滤孔板和粗滤挡板的间距为2～5mm，所述粗过滤孔的孔径为3～6mm，所述粗过滤孔的个数为10～45个。