CN110173325B - 一种主动式油气分离器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种主动式油气分离器，属于发动机技术领域。该油气分离器包括：电机；本体，其内部设有第一容腔，且设有位于其底部的油气入口和回油口以及位于其顶部的出气口，油气入口的一端与发动机曲轴箱连通，回油口用于连通第一容腔与发动机曲轴箱，出气口用于连通第一容腔与发动机进气系统；和旋转装置，设置于第一容腔内，包括旋转柱和沿旋转柱径向伸出的多个叶片，旋转柱与电机相连以带动多个叶片旋转，旋转柱内部设有与油气入口连通的第二容腔，且旋转柱的侧壁上设有多个连通第一容腔和第二容腔的油气喷口。本发明的油气分离器能够有效提高油气分离的效率。

Description

一种主动式油气分离器

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种主动式油气分离器。

背景技术

由于汽车排放要求的日益严格，发动机排放以及曲轴箱废气的要求也日益严格，因此为满足当前环境的要求，发动机曲轴箱通风系统的设计也变得多样化，且较为复杂。

目前为净化曲轴箱废气，发动机上应用较多的为被动式油气分离器，例如迷宫式油气分离器、射流孔式油气分离器和旋风式油气分离器，以上都是通过利用发动机进气，将曲轴箱废气中的油和气分离开，分离后的机油落回到曲轴箱，气体则参与到发动机进气进行燃烧。

以上三种油气分离器均为被动式油气分离器，这种被动式油气分离器利用发动机自身气体压差，该压差会随着发动机工况变化而变化，造成油气分离效率较低，容易将分离不完全的机油带入发动机燃烧，造成发动机工作粗暴，影响发动机寿命，并导致发动机排放更差，恶化环境，给人体健康带来不利影响。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种主动式油气分离器，能够有效提高油气分离的效率。

本发明的另一个目的是要有效隔离待分离废气和分离后的油液，以避免二次分离降低分离效率。

特别地，本发明提供了一种主动式油气分离器，用于分离发动机曲轴箱的废气，包括：

电机；

本体，其内部设有第一容腔，且具有位于其底部的油气入口和回油口以及位于其顶部的出气口，所述油气入口的一端与所述发动机曲轴箱连通，所述回油口用于连通所述第一容腔与所述发动机曲轴箱，所述出气口用于连通所述第一容腔与所述发动机进气系统；和

旋转装置，设置于所述第一容腔内，且包括旋转柱和沿所述旋转柱径向伸出的多个叶片，所述旋转柱与所述电机相连以带动所述多个叶片旋转，所述旋转柱内部设有与所述油气入口连通的第二容腔，且所述旋转柱的侧壁上设有多个连通所述第一容腔和所述第二容腔的油气喷口，用于在发动机的负压作用下向所述第一容腔喷射所述发动机曲轴箱的废气，以使得所述废气中的油液在所述旋转装置旋转时产生的离心力作用下沿所述叶片甩至所述本体的内壁上，并滴下至所述第一容腔底部，从而通过所述回油口进入所述发动机曲轴箱，同时使得所述废气中的气体通过所述出气口排入发动机进气系统。

可选地，所述本体的底面设置为从边界向中心倾斜的斜面，其中心部分的高度低于边界部分，且所述回油口的高度高于所述底面的中心部分。

可选地，所述本体的底面的中心部分设有用于盛放所述油液的凹槽，且所述回油口与所述凹槽连通。

可选地，所述本体的侧壁处还设有多个用于吸附所述油液的吸附结构。

可选地，所述吸附结构呈条状且与所述旋转柱的轴向平行布置。

可选地，所述叶片大致呈矩形板状且沿所述旋转柱的轴向延伸，其两侧表面设有沿所述旋转柱的径向延伸的沟槽，用于为所述油液导流。

可选地，所述本体包括：

壳体，其内部设有轴向与所述旋转柱同轴的开孔，其侧壁的顶部设有所述出气口；和

基座，设置于所述壳体的底部，以封闭所述开孔的底部；

且所述电机设置于所述壳体的顶部，以封闭所述开孔的顶部形成所述第一容腔。

可选地，所述基座的顶面的中心处设有凸台，所述凸台的中部设有用于连通所述第二容腔和所述油气入口的空腔。

可选地，所述基座的顶面为从边界向所述凸台倾斜的斜面，且其中心部分的高度低于边界部分；

所述凸台的外围侧底部设有凹槽，用于盛放所述油液，所述回油口与所述凹槽连通，且所述回油与所述凹槽连接的一端低于所述回油口与所述发动机曲轴箱连接的一端。

可选地，该油气分离器还包括：

轴承，设置于所述凸台的顶部内侧和所述旋转柱之间，用于支撑所述旋转柱。

本发明提供了一种主动式的油气分离器，利用油气喷口引入发动机曲轴箱内的废气，通过电机带动旋转装置转动产生离心力，将废气中的油液甩出，起到油气分离的作用。而分离完的清洁气体则通过出气口流入发动机进气系统参与燃烧。这种主动分离的方式，通过控制电机提供的旋转动力可以提高油气旋转离心力，为较小的油雾颗粒提供动能，使该小颗粒油雾被周围吸附装置所吸附，实现高效分离，分离后的气体更为清洁，防止机油油液进入燃烧室参与燃烧。

进一步地，将本体的底面设置为从边界向中心往下倾斜的斜面，使得从本体内壁滴落的油液往本体底面的中心汇集。由于将回油口的高度设置为高于该中心部分的高度，使得油液累积至回油口高度后从回油口流向发动机曲轴箱，因此第一容腔内底部的油液可以维持在该高度，形成自密封的回油方式，防止分离后的气体从该回油口溢出、再经油气入口循环回来，导致增加分离负担。即这种能实现油门自封的回油口形式，可以达到分离后的油污与混合气的充分隔绝，避免二次分离导致的分离效率的降低，从进一步提高了油气分离的效率。

进一步地，本体的侧壁处还设有多个用于吸附油液的吸附结构。该吸附结构由吸附材料制成，例如多空隙材料，这种材料一般具备自更新能力，当收集完油液后，高温的废气继续冲刷多孔隙的吸附结构，使得该吸附结构内的油液不断流走，使其一直具备吸附能力，从而达到免维护的效果，节约维护成本。

进一步地，本发明采用带沟槽的异形叶片对油液进行导流，在旋转产生的离心力作用下，油液顺着沟槽快速地甩至本体的内壁，被吸附装置充分吸收，提高油气分离的效率。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的油气分离器的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的油气分离器的剖视图；

图3是根据本发明一个实施例的油气分离器的部分分解图；

图4是根据本发明一个实施例的油气分离器的基座的剖视图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的油气分离器100的结构示意图。图2是根据本发明一个实施例的油气分离器100的剖视图。如图1所示，本发明提供了一种主动式油气分离器100，用于分离发动机曲轴箱的废气，该油气分离器100一般性地可以包括电机10、本体20和旋转装置30(参见图2)。该电机10用于提供旋转动力。如图2所示，本体20的内部设有第一容腔201，且设有位于本体20底部的油气入口202和回油口203以及位于本体20顶部的出气口204，油气入口202的一端与发动机曲轴箱连通，回油口203用于连通第一容腔201与发动机曲轴箱，出气口204用于连通第一容腔201与发动机进气系统。如图2所示，旋转装置30设置于第一容腔201内，包括旋转柱31和沿旋转柱31径向伸出的多个叶片32，旋转柱31与电机10相连以带动多个叶片32旋转，旋转柱31内部设有与油气入口202连通的第二容腔301，且旋转柱31的侧壁上设有多个连通第一容腔201和第二容腔301的油气喷口302，用于在发动机的负压作用下向第一容腔201喷射发动机曲轴箱的废气，使得废气中的油液在旋转装置30旋转时产生的离心力作用下沿叶片32甩至本体20的内壁上，并滴下至第一容腔201底部，以通过回油口203进入发动机曲轴箱，同时废气中的气体通过出气口204排入发动机进气系统。

本实施例提供了一种主动式的油气分离器100，利用油气喷口302引入发动机曲轴箱内的废气，通过电机10带动旋转装置30转动产生离心力，将废气中的油液甩出，起到油气分离的作用。而分离完的清洁气体则通过出气口204流入发动机进气系统参与燃烧。这种主动分离的方式，通过控制电机10提供的旋转动力可以提高油气旋转离心力，为较小的油雾颗粒提供动能，使该小颗粒油雾被周围吸附装置所吸附，实现高效分离，分离后的气体更为清洁，防止机油油液进入燃烧室参与燃烧。

可选地，第一容腔201和第二容腔301均为圆柱形腔体，油气喷口302设置为圆孔，旋转柱31为中空的圆柱形。

如图2所示，一个实施例中，本体20的底面205设置为从边界向中心倾斜的斜面，其中心部分的高度低于边界部分，且回油口203的高度高于底面205的中心部分。

本实施例中将本体20的底面205设置为从边界向中心往下倾斜的斜面，使得从本体20内壁滴落的油液往本体20底面205的中心汇集。由于将回油口203的高度设置为高于该中心部分的高度，使得油液累积至回油口203高度后从回油口203流向发动机曲轴箱，因此第一容腔201内底部的油液可以维持在该高度，形成自密封的回油方式，防止分离后的气体从该回油口203溢出、再经油气入口202循环回来，导致增加分离负担。即这种能实现油门自封的回油口203形式，可以达到分离后的油污与混合气的充分隔绝，避免二次分离导致的分离效率的降低，从进一步提高了油气分离的效率。

如图2所示，一个实施例中，本体20的底面205的中心部分设有用于盛放油液的凹槽206，且回油口203与凹槽206连通。通过凹槽206的设置可以更好地集中油液，当凹槽206中的油液积聚到一定程度后，将由自封闭式的回油口203落回发动机曲轴箱中。

图3是根据本发明一个实施例的油气分离器100的部分分解图。如图3所示，另一个实施例中，本体20的侧壁处还设有多个用于吸附油液的吸附结构40。该吸附结构40由吸附材料制成，例如多空隙材料，这种材料一般具备自更新能力，当收集完油液后，高温的废气继续冲刷多孔隙的吸附结构40，使得该吸附结构40内的油液不断流走，使其一直具备吸附能力，从而达到免维护的效果，节约维护成本。

如图3所示，可选地，吸附结构40呈条状且与旋转柱31的轴向平行布置。将条状的吸附结构40布置为竖向延伸，使得油液更方便地往下滴落。可选地，将该条状的吸附结构40沿本体20的内壁均匀布置，例如该本体20的第一容腔201为圆柱形时，将吸附结构40沿其周向均匀分布，从而均匀吸附油液，提高吸附效果。

如图3所示，一个实施例中，叶片32大致呈矩形板状且沿旋转柱31的轴向延伸，其两侧表面设有沿旋转柱31的径向延伸的沟槽321，用于为油液导流。

也就是说，本实施例中采用带沟槽321的异形叶片32对油液进行导流，在旋转产生的离心力作用下，油液顺着沟槽321快速地甩至本体20的内壁，被吸附装置充分吸收，提高油气分离的效率。

另一个实施例中，如图3所示，本体20包括壳体21和基座22。壳体21的内部设有轴向与旋转柱31同轴的开孔211，壳体21的侧壁的顶部设有所述出气口204。基座22设置于壳体21的底部，以封闭开孔211的底部，且电机10设置于壳体21的顶部，以封闭开孔211的顶部形成第一容腔201。本实施例公开了本体20的一种具体结构形式，通过电机10、壳体21和基座22共同形成该第一容腔201。

图4是根据本发明一个实施例的油气分离器100的基座22的剖视图。如图4所示，一个实施例中，基座22的顶面223的中心处设有凸台221，凸台221的中部设有用于连通第二容腔301和油气入口202的空腔222。

如图4所示，另一个实施例中，基座22的顶面223为从边界向凸台221倾斜的斜面，且其中心部分的高度低于边界部分。凸台221的外围侧底部设有凹槽206，用于盛放油液，回油口203与凹槽206连通，且回油与凹槽206连接的一端低于回油口203与发动机曲轴箱连接的一端。

如图2所示，一个实施例中，油气分离器100还包括轴承50，设置于凸台221的顶部内侧和旋转柱31之间，用于支撑旋转柱31。例如将凸台221顶部内侧设置为阶梯型，使之具有用于放置轴承50的轴肩部。

本实施例通过在基座22顶面223中央设置凸台221，该具有多种功能，其内侧用于放置轴承50，以支撑旋转柱31，形成可转动连接；凸台221的内部用于连通油气进口和第二容腔301，将发动机曲轴箱的废气导入第二容腔301内，再从油气喷口302喷入第一容腔201内。

如图2所示，一个实施例中，油气分离器100还包括分离器插接件60，与电机10相连，用于与外部电源或数据接口相连，以为电机10提供电源和信息，以控制电机10的运转。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种主动式油气分离器，用于分离发动机曲轴箱的废气，其特征在于，包括：

电机；

本体，其内部设有第一容腔，且具有位于其底部的油气入口和回油口以及位于其顶部的出气口，所述油气入口的一端与所述发动机曲轴箱连通，所述回油口用于连通所述第一容腔与所述发动机曲轴箱，所述出气口用于连通所述第一容腔与所述发动机进气系统；和

旋转装置，设置于所述第一容腔内，且包括旋转柱和沿所述旋转柱径向伸出的多个叶片，所述旋转柱与所述电机相连以带动所述多个叶片旋转，所述旋转柱内部设有与所述油气入口连通的第二容腔，且所述旋转柱的侧壁上设有多个连通所述第一容腔和所述第二容腔的油气喷口，用于在发动机的负压作用下向所述第一容腔喷射所述发动机曲轴箱的废气，以使得所述废气中的油液在所述旋转装置旋转时产生的离心力作用下沿所述叶片甩至所述本体的内壁上，并滴下至所述第一容腔底部，从而通过所述回油口进入所述发动机曲轴箱，同时使得所述废气中的气体通过所述出气口排入发动机进气系统；

所述本体的底面设置为从边界向中心倾斜的斜面，其中心部分的高度低于边界部分，且所述回油口的高度高于所述底面的中心部分，所述回油口设置为从中心向边界倾斜向上的通道。

2.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，

所述本体的底面的中心部分设有用于盛放所述油液的凹槽，且所述回油口与所述凹槽连通。

3.根据权利要求1或2所述的油气分离器，其特征在于，

所述本体的侧壁处还设有多个用于吸附所述油液的吸附结构。

4.根据权利要求3中所述的油气分离器，其特征在于，

所述吸附结构呈条状且与所述旋转柱的轴向平行布置。

5.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，

所述叶片大致呈矩形板状且沿所述旋转柱的轴向延伸，其两侧表面设有沿所述旋转柱的径向延伸的沟槽，用于为所述油液导流。

6.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述本体包括：

壳体，其内部设有轴向与所述旋转柱同轴的开孔，其侧壁的顶部设有所述出气口；和

基座，设置于所述壳体的底部，以封闭所述开孔的底部；

且所述电机设置于所述壳体的顶部，以封闭所述开孔的顶部形成所述第一容腔。

7.根据权利要求6所述的油气分离器，其特征在于，

所述基座的顶面的中心处设有凸台，所述凸台的中部设有用于连通所述第二容腔和所述油气入口的空腔。

8.根据权利要求7所述的油气分离器，其特征在于，

所述基座的顶面为从边界向所述凸台倾斜的斜面，且其中心部分的高度低于边界部分；

所述凸台的外围侧底部设有凹槽，用于盛放所述油液，所述回油口与所述凹槽连通，且所述回油与所述凹槽连接的一端低于所述回油口与所述发动机曲轴箱连接的一端。

9.根据权利要求7或8所述的油气分离器，其特征在于，还包括：

轴承，设置于所述凸台的顶部内侧和所述旋转柱之间，用于支撑所述旋转柱。

Images