CN111396172A

CN111396172A - 一种主动式油气分离器

Info

Publication number: CN111396172A
Application number: CN202010094666.3A
Authority: CN
Inventors: 方立锋; 蔡炳芳; 饶聪超; 茅锦鑫
Original assignee: Shentong Technology Group Co Ltd
Current assignee: Shentong Technology Group Co Ltd
Priority date: 2020-02-16
Filing date: 2020-02-16
Publication date: 2020-07-10

Abstract

本发明公开一种主动式油气分离器，包括壳体，所述壳体内设置有分离腔，所述壳体底部还设置有用于收集分离油滴的回油腔，所述分离腔与回油腔连通；分离模块，所述分离模块包括用于旋转形成离心力的分离叶轮和用于凝结油滴的分离棉，所述分离模块设置在分离腔内；驱动模块，所述驱动模块用于带动分离叶轮转动，所述驱动模块设置在壳体内并与分离叶轮连接。本发明提供一种主动式油气分离器，分离效率高，降低了机油消耗，还能主动控制曲轴箱内压力，有效提升发动机性能。

Description

一种主动式油气分离器

技术领域

本发明涉及曲轴通风系统领域，尤其是涉及一种主动式油气分离器。

背景技术

油气分离器连接发动机曲轴箱与进气管和空滤，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。油气分离器的主要作用是：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。目前，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Cyclone。这种油气分离技术由于其分离效率低，所以很难满足闭式曲轴箱通风系统的要求。强制采用将会导致增压器效率降低、中冷器进油以及机油消耗异常，并最终导致整机性能、可靠性下降等问题。

在中国专利文献上公开的“主动式油气分离器”，其公告号CN110500159A，包括壳体，壳体内中心轴的中上部与壳体之间设有油气分离机构，中心轴的底部与壳体之间设有用于驱动中心轴转动的驱动机构；壳体顶部设有用于引入内燃机窜气的进气口，油气分离机构底部的壳体侧壁设有净气出口，驱动机构下方的壳体侧壁设有用于润滑油流出的回油口；油气分离机构包括与分离碟片上端盖、分离碟片下端盖以及连接在分离碟片上端盖和分离碟片下端盖之间的中心轴上的各中部分离碟片；该发明在机动车点火后自动开始工作，熄火后自动停止工作，工作过程无须电控，能够对发动机窜气进行高效的油气分离，减少润滑油的散失，无须维护即可实现长期稳定运行，具有非常高的市场价值，但是该油气分离器中的分离碟片对窜气的分离效率不高。

发明内容

本发明是为了克服现有的油气分离器分离效率低难以满足闭式曲轴箱通风系统的问题，提供一种主动式油气分离器，油气分离效率高，降低了机油消耗，还能主动控制曲轴箱内压力，有效提升发动机性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种主动式油气分离器，包括壳体，所述壳体内设置有分离腔，所述壳体底部还设置有用于收集分离油滴的回油腔，所述分离腔与回油腔连通；分离模块，所述分离模块包括用于旋转形成离心力的分离叶轮和用于凝结油滴的分离棉，所述分离模块设置在分离腔内；驱动模块，所述驱动模块用于带动分离叶轮转动，所述驱动模块设置在壳体内并与分离叶轮连接。

在本技术方案中，窜气进入到壳体的分离腔中，驱动模块带动分离模块高速旋转，高速旋转形成离心力，在高速旋转的分离模块的作用下形成进气口负压，从而将窜气吸入到分离叶轮中，在离心力的作用下，窜气中撞击到分离棉上，此时加速度改变使窜气中的油滴凝结在一起，而分离模块持续高速旋转，凝结成的油滴在离心力的作用下从分离棉中分离后甩出，最终沿着分离腔的内壁流到回油腔中，相较于普通的油气分离器，分离效率明显提高，进而提升发动力整机性能，而经过油气分离器后，窜气中的油明显降低，使机油尽量少的进入燃烧系统，从而减少机油消耗，还使汽车的经济性和排放性也得到改善；另外，在工况较为恶劣的情况下，驱动模块带动分离模块转速提高，从而维持曲轴箱内的压力，达到主动控制曲轴箱内压力的作用。

作为优选，所述驱动模块包括电机总成和连接在电机总成上的驱动轴，所述驱动轴和分离叶轮连接。

电机总成为驱动轴旋转提供驱动力，驱动轴转动带动分离叶轮转动，从而带动整个分离模块高速旋转，实现油气分离。

作为优选，在所述分离模块上还集成了用于防止曲轴箱内压力异常的旁通总成，所述旁通总成与分离叶轮连接。

旁通总成的设置使得在分离棉结冰或者被堵住的情况下，曲轴箱还可以保持负压，避免了曲轴箱内压力异常升高。

作为优选，所述分离模块还包括分离挡筋，所述分离挡筋与所述分离叶轮一体式设置。

窜气中的油滴从分离棉中甩出到分离挡筋上，并从分离挡筋上甩到分离腔的侧壁上，最终沿侧壁流到回油腔中，分离挡筋的设置避免油滴从分离棉直接甩到壳体的分离腔的侧壁上，起到了一定的阻挡作用，减少了甩出的油滴对壳体内部的损坏。

作为优选，在所述分离挡筋和分离叶轮之间设置有分离槽，所述分离棉固定在分离槽内。

分离棉设置在分离挡筋和分离叶轮之间，窜气进入分离模块后，必须经过分离棉进行分离，窜气从分离叶轮进入到分离棉中，由于加速度改变使窜气中的油滴凝结，进而由于离心力从分离绵中甩出，实现油气分离。

作为优选，在所述分离模块上设置有降噪弹簧，所述降噪弹簧与所述分离叶轮连接。

分离叶轮在高度旋转时，会产生较大的噪音，降噪弹簧的设置便于有效减少噪音。

作为优选，所述分离棉设置为纤维棉。

将纤维棉的密度与形状进行优化，使油气分离器具有更好的分离效果。

因此，本发明具有如下有益效果：

（1）油气分离效率高，降低了机油消耗，还能主动控制曲轴箱内压力，有效提升发动机性能；

（2）在分离模块上集成了旁通总成，有效防止曲压异常升高；

（3）降噪弹簧的设置便于有效减少噪音。

附图说明

图1是本发明一种主动式油气分离器的结构示意图；

图中：1、壳体 2、分离腔 3、分离模块 4、分离叶轮 5、分离棉 6、分离挡筋 7、分离槽8、驱动模块 9、驱动轴 10、电机总成 11、回油腔。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：

如图1所示的实施例1中，一种主动式油气分离器，包括壳体1，壳体1内设置有分离腔2，在壳体1底部还设置有用于收集分离油滴的回油腔11，分离腔2与回油腔（11）连通；分离模块3，分离模块3包括用于旋转形成离心力的分离叶轮4和用于凝结油滴的分离棉5，分离模块3设置在分离腔2内；驱动模块8，驱动模块8用于带动分离叶轮4转动，驱动模块8设置在壳体1内并与分离叶轮4连接，驱动模块8包括电机总成10和连接在电机总成10上的驱动轴9，驱动轴9和分离叶轮4连接，电机总成10为驱动轴9旋转提供了旋转驱动力，使驱动轴9带动分离叶轮4高速旋转。

在本技术方案中，当窜气进入到壳体1的分离腔2内时，电机总成10驱动驱动轴9旋转，驱动轴9的带动分离模块3旋转，分离模块3随着驱动轴9高速旋转，在高速旋转的分离模块3作用下形成进气口负压，从而将窜气吸入到分离叶轮4中，且分离模块3高速旋转会产生离心力，而分离棉5与分离叶轮4相邻，在离心力的作用下，窜气从叶轮撞击到分离棉5上，此时窜气的油受到分离棉5的阻碍，其加速度发生变化，使窜气中的油滴凝聚在一起，进而使窜气中的油滴被分离，油滴凝聚后在离心力的作用下甩到分离腔2的侧壁上，再回到回油腔11中，窜气的分离性能高，且经过油气分离器后，窜气中的油明显降低，使机油尽量少的进入燃烧系统，从而减少机油消耗，进而提升发动力整机性能，还使汽车的经济性和排放性也得到改善；另外，在工况较为恶劣的情况下，驱动模块8带动分离模块3转速提高，从而维持曲轴箱内的压力，达到主动控制曲轴箱内压力的作用。

进一步地，在分离腔2内设置单向阀膜片，油滴凝聚后经离心力甩到侧壁，再经过单向阀膜片回到回油腔11。

进一步地，分离棉5设置为纤维棉，并将纤维棉的密度与形状进行优化，使油气分离器具有更好的分离效果。

此外，电机总成10内设有PCB，PCB与ECU相连，进行分离模块3的转速信号的输入与反馈，达到OBD诊断功能。

实施例2：

实施例2的技术方案与实施例1的技术方案基本相同，其不同之处在于：在分离模块3上还集成了旁通总成，旁通总成与分离叶轮4连接，分离棉5遇到结冰或者被堵住的情况，这就会导致曲轴箱内压力异常，旁通总成的设置使得曲轴箱可以保持负压，避免了曲轴箱内压力异常升高。

实施例3：

实施例3的技术方案与实施例1的技术方案基本相同，其不同之处在于：分离模块3还包括分离挡筋6，分离挡筋6和分离叶轮4一体式设置，在分离挡筋6和分离叶轮4之间设置有分离槽7，分离棉5固定在分离槽7内，即窜气进入分离模块3后，必须经过分离棉5进行分离，窜气从分离叶轮4进入到分离棉5中，由于加速度改变使窜气中的油滴凝结，凝结的油滴在离心力作用下从分离挡筋6上甩到分离腔2的侧壁上，最终沿侧壁流到回油腔11中。分离挡筋6的设置避免油滴从分离棉5直接甩到壳体1的分离腔2的侧壁上，起到了一定的阻挡作用，降低了甩出的油滴对壳体1内部的损坏。

实施例4：

实施例4的技术方案与实施例1的技术方案基本相同，其不同之处在于：在分离模块3上设置了降噪弹簧，降噪弹簧设置在分离叶轮4上，分离叶轮4在高度旋转时，会产生较大的噪音，降噪弹簧的设置便于有效减少噪音。

需要说明的是，上述描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

以上实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种主动式油气分离器，其特征是，包括，

壳体（1），所述壳体（1）内设置有分离腔（2），所述壳体（1）底部还设置有用于收集分离油滴的回油腔（11），所述分离腔（2）与回油腔（11）连通；

分离模块（3），所述分离模块（3）包括用于旋转形成离心力的分离叶轮（4）和用于凝结油滴的分离棉（5），所述分离模块（3）设置在分离腔（2）内；

驱动模块（8），所述驱动模块（8）用于带动分离叶轮（4）转动，所述驱动模块（8）设置在壳体（1）内并与分离叶轮（4）连接。

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，所述驱动模块（8）包括电机总成（10）和连接在电机总成（10）上的驱动轴（9），所述驱动轴（9）和分离叶轮（4）连接。

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，在所述分离模块（3）上还集成了用于防止曲轴箱内压力异常的旁通总成，所述旁通总成与分离叶轮（4）连接。

4.根据权利要求1所述的一种主动式油气分离器，其特征是，所述分离模块（3）还包括分离挡筋（6），所述分离挡筋（6）与所述分离叶轮（4）一体式设置。

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，在所述分离挡筋（6）和分离叶轮（4）之间设置有分离槽（7），所述分离棉（5）固定在分离槽（7）内。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种主动式油气分离器，其特征是，在所述分离模块（3）上设置有降噪弹簧，所述降噪弹簧与所述分离叶轮（4）连接。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种主动式油气分离器，其特征是，所述分离棉（5）设置为纤维棉。