CN110700920A - 一种主动式油气分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主动式油气分离器，包括上壳体、设有排气口和排油口的下壳体、安装在上壳体内的电机和固定连接在电机输出轴上的分离装置，所述分离装置包括分离装置壳体，所述分离装置壳体上设有位于其上部的出气口和位于其下部的出油口，所述分离装置壳体内由内至外设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板将所述分离装置壳体内部由内至外分割为第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔体通过通气孔与第二腔体连通，所述第二隔板底部设有连通第二腔体和第三腔体的油气过口，所述第二腔体内设有滤芯，所述滤芯紧贴所述第二隔板设置，所述出油口和出气口均与所述第三腔体连通，所述下壳体上设有与第一腔体连通的进气通道。

Description

一种主动式油气分离器

技术领域

本发明涉及发动机曲轴箱通风技术领域，尤其是涉及一种主动式油气分离器。

背景技术

油气分离器是连接发动机曲轴箱与进气歧管和空滤，目前几乎所有的内燃发动机工作都是靠吸入混合气后压缩，然后点燃或压燃混合气，从而驱动活塞做功产生动力，从混合气的压缩到燃烧中都会产生很高压力，被压缩的气体会从活塞和缸体的缝隙、活塞环和缸体的缝隙等地方窜出去进入曲轴箱，形成曲轴箱窜气。油分离器主要作用：在窜气引入燃烧室进行重新燃烧之前，需要对曲轴箱窜气进行有效分离，使机油尽量少的进入燃烧系统减少机油消耗，同时集成曲压调节功能，调节曲轴箱内部的压力。

随着排放法规的日益严格，曲轴箱通风系统也逐渐成为法规的考核内容，欧洲出台的欧六排放法规中，明确指出将曲轴箱通风系统排出的废气直接引入到尾气中进行统一检测。目前，国内燃油机，油气分离器作为曲轴箱通风系统的核心部件，其结构多为迷宫式或旋风式。迷宫式油气分离器利用的是物体的惯性力，即当油气混合气经过迷宫时，混合气中的小液滴在惯性力下碰到迷宫壁凝结后沿着壁面流下，而混合气中的气体则顺利通过迷宫进入曲轴箱通风系统。旋风式油气分离器的分离方式与迷宫式相似，不过混合气中的小液滴是在离心力作用下碰到油气分离器的壁面后沿着壁面流下。上述的这两种油气分离器虽然具有阻力小、免维护的优点，但是也存在着分离效率低的缺陷。

例如中国专利授权公告号为CN105840270B，授权公告日为2018年05月29日，名称为“一种油气分离器及曲轴箱通风系统”，公开了一种油气分离器及曲轴箱通风系统，其包括油气分离室、油液室、导流轮、油液增压轮和传动轴，油气分离室的侧壁上设置有切向油气进口，油气分离室的底壁上设置有第一回油口；油液室位于油气分离室的下方，油液室的顶壁上设置有进油口，进油口与第一回油口连通，油液室上还设置有第二回油口；导流轮设置于油气分离室内且位于油气进口下方，油液增压轮设置于油液室内，导流轮通过传动轴与油液增压轮连接；传动轴的上端伸出油气分离室，传动轴为下端封闭、上端开口的空心轴，空心轴上设置有导气口，且导气口位于导流轮下方。该装置用于解决传统油气分离器油液倒灌和分离效果差的问题，但是采用的是被动离心和撞击的方式来进行油气，油气分离不够彻底，并且该装置采用增压的方式使油液不再回流，但是这样会使油气分离器内气压增加，进而导致曲轴箱的背压上升。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服现有技术中油气分离器分离效果差，油气分离不充分的不足，提供一种主动式油气分离器，对曲轴箱窜气进行充分的油气分离。

本发明的第二发明目的是为了克服现有技术中油气分离器进气时被压升高，导致曲轴箱内气压升高，影响发动机正常工作的不足，提供一种主动式油气分离器，能够在进气时对进气气体进行泄压，不会增大曲轴箱内气压。

为了实现上述第一目的，本发明采用以下技术方案：

一种主动式油气分离器，包括上壳体、设有排气口和排油口的下壳体、安装在上壳体内的电机和固定连接在电机输出轴上的分离装置，所述分离装置包括分离装置壳体，所述分离装置壳体上设有位于其上部的出气口和位于其下部的出油口，所述分离装置壳体内由内至外设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板将所述分离装置壳体内部由内至外分割为第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔体通过通气孔与第二腔体连通，所述第二隔板底部设有连通第二腔体和第三腔体的油气过口，所述第二腔体内设有滤芯，所述滤芯紧贴所述第二隔板设置，所述出油口和出气口均与所述第三腔体连通，所述下壳体上设有与第一腔体连通的进气通道。

上述方案中，电机带动分离装置转动，混合气体通过进气通道进入第一腔体，分离装置转动使第一腔体内形成旋转气流，由于气体和油滴的惯性不同，由此对混合气进行第一次分离，油滴撞击并附着在第一隔板上，经过第一次分离的混合气通过第一隔板上的通气孔进气第二腔体，再通过滤芯过滤后，通过油气过口进入第三腔体，分离后的气体通过出气口离开分离装置，分离后的油滴通过排油口离开分离装置，通过在第一腔体内撞击第一隔板进行第一次分离，然后再通过滤芯吸附油滴对混合气体进行分离，使得混合气的油气分离更加彻底，然后气体需要通过第二隔板的底部的油气过口才能进入第三腔体，气体在第三腔体内由于分离装置转动仍然有旋转气流，对气体进行进一步的分离，分离装置内的油滴通过分离装置壳体下部的出油口排出分离装置。

为了实现上述第二目的，所述第一腔体上方设有用于调节第一腔体内气压的调节腔，当第一腔体内气压大于预设值时，在所述调节腔的调节范围内，调节腔与第一腔体连通的体积增大，当第一腔体内气压小于预设值时，在所述调节腔的调节范围内，调节腔与第一腔体连通的体积减小。

上述方案中，混合气从曲轴箱通过进气通道进入第一腔体，需要曲轴箱内具有一定的气压以将混合气压入油气分离器的第一腔体内，而分离装置需要对混合气进行分离，气体的通过效率不高，对混合气的降压效果并不明显，在第一腔体上方设置调节腔，当第一腔体内气压达到一定阈值时，调节腔与第一腔体连通的体积变大，使得混合气的气压降低，曲轴箱内的气压也相应减小。

作为优选，所述调节腔包括由所述分离装置壳体向上延伸形成的调节腔壁、沿所述调节腔壁上下滑动的浮动调节板、用于连通第一腔体和调节腔的调节口、位于调节口处的下限位环和设置在调节墙壁上端的上限位环，所述浮动调节板与所述调节腔壁之间设有密封圈，所述上限位环与所述下限位环用于限制浮动调节板的移动。采用浮动调节板和调节腔壁的配合来实现调节第一腔体与调节腔连通的体积，结构可靠，浮动调节板和调节腔壁之间设置密封环对调节腔进行密封，上、下限位环限制浮动调节板的移动，密封性好，受力均衡。

作为优选，第一隔板上向外凸起设置有多个叶片，所述叶片由第一隔板上端沿第一隔板的轴向延伸，所述叶片截面呈弧形。在第一隔板上设置弧形叶片，当第一隔板在转动时，在第二腔体内向外形成旋转气流，混合气进入第二腔体一方面会撞击在叶片上形成撞击式分离，另一方面会加速向外进入滤芯，使滤芯的过滤效果更好；而且，弧形叶片旋转后形成向外的气流，在第二腔体内靠近第一隔板附近的形成负压，促使第一腔内的气体被吸入第二腔室，令第一腔体进气时不会形成较高的气压，使得曲轴箱内不会形成较高的背压。

作为优选，所述第一隔板上的多个通气孔包括多个沿其轴向排列的通气孔组，所述叶片和所述通气孔组沿第一隔板的周向交替间隔布置在所述第一隔板上。使用通气孔组和叶片交替分布，使得混合气进入第二腔体时会撞击在叶片上，然后弧形叶片旋转带动混合气加速离心。

作为优选，所述进气通道包括设置在下壳体外底面上的进气道和设置在下壳体内底面上的进气槽，所述进气道一端为接收曲轴箱窜气的进气口，另一端与所述进气腔连通，所述进气槽的开口与所述第一腔体连通。通过进气道对曲轴箱内的混合气进行导流，引导混合气进入进气槽。

作为优选，所述进气槽呈环形并与所述分离装置同心布置，所述分离装置壳体的外底面覆盖在所述进气槽上，所述分离装置壳体的外底面上设有连通第一腔体的环形开口，用于连通所述进气槽与第一腔体。通过环形进气槽的方式进气，使得分离装置的进气更加均匀，混合气油气分离更加均匀，使得油气分离效果更好。

作为优选，所述分离装置壳体的外底面沿分离装置周向设有开口朝下环形密封槽，所述进气槽的外环槽壁伸入所述密封槽内。进气槽的外环槽壁伸入环形密封槽内并抵靠在环形密封槽的槽底，使气体不易从外环槽壁与分离装置壳体底面接触处逸出。

作为优选，所述电机与所述分离装置之间设有压紧弹簧，所述压紧弹簧套设在电机的输出轴上。通过压紧弹簧使分离装置壳体下底面紧贴进气槽壁，使得进气槽的密封性好。

作为优选，所述第一隔板下端设有排油孔，所述分离装置壳体的内底面为斜面。附着在第一隔板下方的油滴通过排油口进入第二腔体，第二腔体下底面积攒的机油可以沿分离装置壳体的内底面向出油口方向流动。

本发明的有益效果是：（1）通过第一腔体和第三腔体内的撞击式过滤和第二腔体内滤芯的过滤式分离使得油气分离效果更好；

（2）混合气撞击弧形叶片使油滴附着在叶片上，对混合气进行油气分离，同时，弧形叶片旋转对使混合气加速离心，对混合气进行离心分离；

（3）弧形叶片旋转形成向外的旋转气流，在第一隔板附件形成负压，使得曲轴箱内不会形成较高的背压；

（4）设置调节腔以调节第一腔体内的气压，使得曲轴箱内不会形成较高的背压。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的一种第一隔板俯视图；

图3是本发明实施例2的一种结构示意图；

图4是本发明实施例2的一种A处放大图。

图中：上壳体1、下壳体2、排气口21、排油口22、进气通道23、进气道231、进气槽232、电机3、输出轴31、分离装置4、分离装置壳体41、出油口411、出气口412、环形密封槽413、第一隔板42、通气孔421、叶片422、排油孔423、第二隔板43、油气过口431、第一腔体44、第二腔体45、第三腔体46、滤芯47、压紧弹簧5、调节腔6、浮动调节板61、调节腔壁62、调节口63、上限位环64、下限位环65、密封圈66。

具体实施方式

为使本发明技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本方案，而不能解释为对本发明方案的限制。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体:可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：一种主动式油气分离器，如图1至图2所示，包括上壳体1、设有排气口21和排油口22的下壳体2、安装在上壳体内的电机3和固定连接在电机输出轴31上的分离装置4，分离装置包括分离装置壳体41，分离装置壳体上设有位于其上部的出气口411和位于其下部的出油口412，分离装置壳体内由内至外设置带有通气孔的第一隔板42和第二隔板43，第一隔板和第二隔板将分离装置壳体内部由内至外分割为第一腔室44、第二腔室45和第三腔室46，第一隔板下端设有排油孔423，分离装置壳体的内底面为斜面，第一腔体通过通气孔421与第二腔体连通，第二隔板底部设有连通第二腔体和第三腔体的油气过口431，第二腔体内设有滤芯47，滤芯紧贴第二隔板设置，出油口和出气口均与第三腔体连通，下壳体上设有与第一腔体连通的进气通道23，进气通道包括设置在下壳体外底面上的进气道231和设置在下壳体内底面上的进气槽232，进气道一端为接收曲轴箱窜气的进气口，另一端与进气腔连通，进气槽的开口与第一腔体连通，电机与分离装置之间设有压紧弹簧5，压紧弹簧套设在电机的输出轴上。通过压紧弹簧使分离装置壳体下底面紧贴进气槽壁，使得进气槽的密封性好。

本实施例中，上壳体内固定安装一个电机，电机的输出轴向下伸入下壳体内，分离装置呈圆桶形，中间有一安装孔，分离装置通过安装孔安装在电机的输出轴上，分离装置内的第一隔板和第二隔板为两端开口的圆筒形，同心固定安装在分离装置壳体的上板上。本实施例通过压紧弹簧使分离装置壳体下底面紧贴进气槽壁，使得进气槽的密封性好

当电机带动分离装置转动时，混合气体通过进气通道进入第一腔体，分离装置转动使第一腔体内形成旋转气流，由于气体和油滴的惯性不同，由此对混合气进行第一次分离，油滴撞击并附着在第一隔板上，经过第一次分离的混合气通过第一隔板上的通气孔进气第二腔体，再通过滤芯过滤后，通过油气过口进入第三腔体，分离后的气体通过出气口离开分离装置，分离后的油滴通过排油口离开分离装置，通过在第一腔体内撞击第一隔板进行第一次分离，然后再通过滤芯吸附油滴对混合气体进行分离，使得混合气的油气分离更加彻底，然后气体需要通过第二隔板的底部的油气过口才能进入第三腔体，气体在第三腔体内由于分离装置转动仍然有旋转气流，对气体进行进一步的分离，分离装置内的油滴通过分离装置壳体下部的出油口排出分离装置。

进一步的，第一隔板上向外凸起设置有多个叶片422，叶片由第一隔板上端沿第一隔板的轴向延伸，叶片截面呈弧形，第一隔板上的多个通气孔包括多个沿其轴向排列的通气孔组，叶片和通气孔组沿第一隔板的周向交替间隔布置在第一隔板上。在第一隔板上设置弧形叶片，当第一隔板在转动时，在第二腔体内向外形成旋转气流，混合气进入第二腔体一方面会撞击在叶片上形成撞击式分离，另一方面会加速向外进入滤芯，使滤芯的过滤效果更好；而且，弧形叶片旋转后形成向外的气流，在第二腔体内靠近第一隔板附近的形成负压，促使第一腔内的气体被吸入第二腔室，令第一腔体进气时不会形成较高的气压，使得曲轴箱内不会形成较高的背压；使用通气孔组和叶片交替分布，使得混合气进入第二腔体时会撞击在叶片上，然后弧形叶片旋转带动混合气加速离心。

进一步的，进气槽呈环形并与分离装置同心布置，分离装置壳体的外底面覆盖在进气槽上，分离装置壳体的外底面上设有连通第一腔体的环形开口，用于连通进气槽与第一腔体；分离装置壳体的外底面沿分离装置周向设有开口朝下环形密封槽413，进气槽的外环槽壁伸入密封槽内。通过环形进气槽的方式进气，使得分离装置的进气更加均匀，混合气油气分离更加均匀，使得油气分离效果更好；进气槽的外环槽壁伸入环形密封槽内并抵靠在环形密封槽的槽底，使气体不易从外环槽壁与分离装置壳体底面接触处逸出。

实施例2，本实施例的其余结构参照实施例1，其不同之处在于：

如图3和图4所示，所述第一腔体上方设有用于调节第一腔体内气压的调节腔6，当第一腔体内气压大于预设值时，在所述调节腔的调节范围内，调节腔与第一腔体连通的体积增大，当第一腔体内气压小于预设值时，在所述调节腔的调节范围内，调节腔与第一腔体连通的体积减小。

具体的，所述调节腔包括由所述分离装置壳体向上延伸形成的调节腔壁62、沿所述调节腔壁上下滑动的浮动调节板61、用于连通第一腔体和调节腔的调节口63、位于调节口处的下限位环65和设置在调节墙壁上端的上限位环64，所述浮动调节板与所述调节腔壁之间设有密封圈66，所述上限位环与所述下限位环用于限制浮动调节板的移动。

混合气通过进气通道进入分离装置的第一腔体内，气体涌入后，第一腔体内的气压逐渐增大，当气压达到一定值时，在本实施中为第一腔体内的气压作用在浮动调节板上的力达到浮动调节板的重力时，也可以在浮动调节板上方设置螺旋弹簧或膜片弹簧等来调节推动浮动调节板的预设值，继续进入气体使气压增加，混合气推动浮动调节板上移，调节腔与第一腔体连通的体积增大，气体体积增大，气压减小，以此达到调节气压的作用。

混合气从曲轴箱通过进气通道进入第一腔体，需要曲轴箱内具有一定的气压以将混合气压入油气分离器的第一腔体内，而分离装置需要对混合气进行分离，气体的通过效率不高，对混合气的降压效果并不明显，在第一腔体上方设置调节腔，当第一腔体内气压达到一定阈值时，调节腔与第一腔体连通的体积变大，使得混合气的气压降低，曲轴箱内的气压也相应减小，采用浮动调节板和调节腔壁的配合来实现调节第一腔体与调节腔连通的体积，结构可靠，浮动调节板和调节腔壁之间设置密封环对调节腔进行密封，上、下限位环限制浮动调节板的移动，密封性好，受力均衡。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种主动式油气分离器，包括上壳体、设有排气口和排油口的下壳体、安装在上壳体内的电机和固定连接在电机输出轴上的分离装置，其特征是，所述分离装置包括分离装置壳体，所述分离装置壳体上设有位于其上部的出气口和位于其下部的出油口，所述分离装置壳体内由内至外设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板将所述分离装置壳体内部由内至外分割为第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述第一腔体通过通气孔与第二腔体连通，所述第二隔板底部设有连通第二腔体和第三腔体的油气过口，所述第二腔体内设有滤芯，所述滤芯紧贴所述第二隔板设置，所述出油口和出气口均与所述第三腔体连通，所述下壳体上设有与第一腔体连通的进气通道。

2.根据权利要求1所述的一种主动式油气分离器，其特征是，所述第一腔体上方设有用于调节第一腔体内气压的调节腔，当第一腔体内气压大于预设值时，在所述调节腔的调节范围内，调节腔与第一腔体连通的体积增大，当第一腔体内气压小于预设值时，在所述调节腔的调节范围内，调节腔与第一腔体连通的体积减小。

3.根据权利要求1所述的一种主动式油气分离器，其特征是，所述调节腔包括由所述分离装置壳体向上延伸形成的调节腔壁、沿所述调节腔壁上下滑动的浮动调节板、用于连通第一腔体和调节腔的调节口、位于调节口处的下限位环和设置在调节墙壁上端的上限位环，所述浮动调节板与所述调节腔壁之间设有密封圈，所述上限位环与所述下限位环用于限制浮动调节板的移动。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种主动式油气分离器，其特征是，第一隔板上向外凸起设置有多个叶片，所述叶片由第一隔板上端沿第一隔板的轴向延伸，所述叶片截面呈弧形。

5.根据权利要求4所述的一种主动式油气分离器，其特征是，所述第一隔板上的多个通气孔包括多个沿其轴向排列的通气孔组，所述叶片和所述通气孔组沿第一隔板的周向交替间隔布置在所述第一隔板上。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种主动式油气分离器，其特征是，所述进气通道包括设置在下壳体外底面上的进气道和设置在下壳体内底面上的进气槽，所述进气道一端为接收曲轴箱窜气的进气口，另一端与所述进气腔连通，所述进气槽的开口与所述第一腔体连通。

7.根据权利要求6所述的一种主动式油气分离器，其特征是，所述进气槽呈环形并与所述分离装置同心布置，所述分离装置壳体的外底面覆盖在所述进气槽上，所述分离装置壳体的外底面上设有连通第一腔体的环形开口，用于连通所述进气槽与第一腔体。

8.根据权利要求7所述的一种主动式油气分离器，其特征是，所述分离装置壳体的外底面沿分离装置周向设有开口朝下环形密封槽，所述进气槽的外环槽壁伸入所述密封槽内。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种主动式油气分离器，其特征是，所述电机与所述分离装置之间设有压紧弹簧，所述压紧弹簧套设在电机的输出轴上。

10.根据权利要求1或2或3所述的一种主动式油气分离器，其特征是，所述第一隔板下端设有排油孔，所述分离装置壳体的内底面为斜面。

Images