CN111425278B - 一种油气分离器总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油气分离器总成，该油气分离器总成，包括壳体机构、预分离模块、负压动力模块、自调压油气分离模块和回油模块，所述壳体机构包括密封连接的上壳体和下壳体，下壳体的底部设有窜气入口和出油口，上壳体上设有负压动力模块和自调压油气分离模块，下壳体内设有预分离模块和回油模块；工作时负压动力模块内通入压缩空气，侧腔体会形成较高的负压压力，负压压力经过自调压分离模块调解后会在下腔体形成曲轴箱压力，通过连接杆将动力传递给执行模块，执行模块中的U形橡胶膜片会向上或向下移动，从而使得精分离板上小孔进行封堵，从而使得经过分离模块的曲轴箱窜气保持很高的流速，以达到很高的油气分离效率的目的。

Description

一种油气分离器总成

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种油气分离器总成。

背景技术

发动机工作时会有一部分废气从燃烧室活塞环泄漏到发动机曲轴箱内，这些废气混合发动机内部的机油颗粒形成曲轴箱窜气。这些窜气若直接排放大气中，会造成大气污染；若直接进入燃烧室，由于窜气中的机油含量较高，会造成燃烧室内积碳严重，降低发动机动力性能。

为了避免曲轴箱窜气直接排入大气造成大气污染、发动机动力性能降低等问题，发动机上会集成油气分离器对曲轴箱窜气中的机油进行分离。传统的油气分离器一般都是被动式油气分离器，由于柴油发动机的身提供的负压源压力不足、回油高度限制等原因，它的精分离模块压损一般设计在2KPa以内，这样的压损得到的油气分离效率难以满足客户对国六发动机的要求。本发明利用柴油发动机的压缩空气、文丘里效应在油气分离器内产生一个10Kpa～20KPa的负压源，并把这个负压压力转换为油气分离模块的压损，从而满足客户对零件油气分离效率的要求。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种发动机在不同窜气量下，油气分离模块都有极高的分离效率的油气分离器总成。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种油气分离器总成，包括壳体机构、预分离模块、负压动力模块、自调压油气分离模块和回油模块，所述壳体机构包括密封连接的上壳体和下壳体，下壳体的底部设有窜气入口和出油口，上壳体上设有负压动力模块和自调压油气分离模块，下壳体内设有预分离模块和回油模块；

负压动力模块包括喷射器，喷射器的一端设有压缩空气进口，另一端设有混合气出口，中部设有与壳体机构内部腔体连通的抽入口。曲轴箱窜气进入壳体机构，通过与预分离模块和自调压油气分离模块进行油气分离，分离后的机油流回至发动机曲轴箱，分离后的窜气与喷射器的压缩空气源混合后进入发动机进气管，喷射器利用文丘里效应，在压缩空气进口连接发动机的压缩空气源，压缩空气进入喷射器，在抽入口产生负压，从而在壳体机构的内部腔体中产生形成一个较高的负压源，为自调压油气分离模块提供一个较高的分离负压，达到极高的油气分离效率，壳体机构内部分离的窜气与压缩空气混合后从混合气出口进入发动机进气管；

所述自调压油气分离模块包括压力驱动模块、执行模块和分离模块，所述压力驱动模块连接执行模块，执行模块连接分离模块；

压力驱动模块包括上壳体、阀盖、密封板、压力调节膜片、弹簧支撑板和弹簧，上壳体的顶部设有与压力调节膜片配合的膜片座，压力调节膜片的顶部设有密封板，底部设有弹簧支撑板，弹簧支撑板下方的上壳体上设有导向筒，该导向筒上套有弹簧，弹簧的上端连接弹簧支撑板，下端连接上壳体，压力调节膜片的上方设有阀盖，阀盖与上壳体的顶部连接，阀盖、压力调节膜片、密封板之间构成上腔体，阀盖的顶部开有盖孔；

执行模块包括连接杆、双U形橡胶膜片、压持板和分割板，连接杆的上端连接弹簧支撑板，下端连接双U形橡胶膜片，双U形橡胶膜片的底部设有分割板，双U形橡胶膜片的两侧通过压持板固定在分离模块的精分离板上；

分离模块包括精分离板、织物和织物卡板，精分离板将上壳体的侧腔体和下腔体分隔，精分离板上设有若干个连通侧腔体和下腔体的小孔，小孔左侧的精分离板上设有织物卡板，织物卡板与精分离板之间设有织物，小孔右侧的精分离板上设有一个上下贯通的竖槽，执行模块的双U形橡胶膜片嵌入该竖槽内，且双U形橡胶膜片贴合竖槽的左右两侧面。

作为本发明的进一步优化方案，所述预分离模块包括预分离板，预分离板设于下壳体内，位于窜气入口的上方。预分离板能够对进入的窜气进行初步的预分离，降低后续的自调压油气分离模块的负担。

作为本发明的进一步优化方案，所述回油模块包括回油管和伞阀，回油管的底部设有出油口，顶部通过通口连接下壳体内部腔体，该通口内设置伞阀。

作为本发明的进一步优化方案，所述精分离板上的小孔与织物是有间隙的，间隙是1.5mm～5mm。

作为本发明的进一步优化方案，所述精分离板上设有十个小孔，分别是第一小孔、第二小孔、第三小孔、第四小孔、第五小孔、第六小孔、第七小孔、第八小孔、第九小孔和第十小孔，其中第四小孔、第五小孔、第六小孔、第七小孔、第八小孔、第九小孔和第十小孔的上沿位于同一高度，第五小孔和第九小孔的纵向长度大于第四小孔、第六小孔、第七小孔、第八小孔和第十小孔的纵向长度，第三小孔位于第六小孔的正下方，第一小孔位于第七小孔的正下方，第二小孔位于第八小孔的正下方，第一小孔、第二小孔和第三小孔的高度依次增大。

作为本发明的进一步优化方案，所述第二小孔、第三小孔、第四小孔、第五小孔、第六小孔、第七小孔、第八小孔、第九小孔和第十小孔均为矩形孔，纵向长度是2mm～8mm。

作为本发明的进一步优化方案，所述第一小孔是由一个矩形和一个倒三角形组成的异形孔。

作为本发明的进一步优化方案，所述驱动模块分隔形成的上腔体与下腔体，是由密封板通过焊接或者卡接压持形成的。

本发明的有益效果在于：

1)本发明利用柴油发动机的压缩空气、文丘里效应在油气分离器内产生一个10Kpa～20KPa的负压源，并把这个负压压力转换为油气分离模块的压损，从而满足客户对零件油气分离效率的要求；

2)本发明的自调压油气分离模块使得经过分离模块的曲轴箱窜气保持很高的流速，以达到很高的油气分离效率的目的，可以实现发动机在不同窜气量下，油气分离模块都有极高的分离效率。

附图说明

图1是实施例一中本发明的壳体机构的结构示意图；

图2是实施例一中本发明的剖面视图；

图3是实施例一中本发明的负压动力模块的剖面视图；

图4是实施例一中本发明的精分离板上小孔布置正视图。

图中：上壳体1、下壳体2、

阀盖3、密封板4、压力调节膜片5、弹簧支撑板6、弹簧7、连接杆8、压持板9、双U形橡胶膜片10、分割板11、精分离板12、织物13、织物卡板14、伞阀15、回油管16、喷射器17；

预分离板121；

小孔20、盖孔21；第一小孔201、第二小孔202、第三小孔203、第四小孔204、第五小孔205、第六小孔206、第七小孔207、第八小孔208、第九小孔209、第十小孔210；

上腔体31、下腔体32、侧腔体33；

窜气入口60、压缩空气进口70、出油口80、混合气出口90。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例一

如图1-4所示，一种油气分离器总成，包括壳体机构、预分离模块、负压动力模块、自调压油气分离模块和回油模块，所述壳体机构包括密封连接的上壳体1和下壳体2，下壳体2的底部设有窜气入口60和出油口80，上壳体1上设有负压动力模块和自调压油气分离模块，下壳体2内设有预分离模块和回油模块；

负压动力模块包括喷射器17，喷射器17的一端设有压缩空气进口70，另一端设有混合气出口90，中部设有与壳体机构内部腔体连通的抽入口。曲轴箱窜气进入壳体机构，通过与预分离模块和自调压油气分离模块进行油气分离，分离后的机油流回至发动机曲轴箱，分离后的窜气与喷射器17的压缩空气源混合后进入发动机进气管，喷射器17利用文丘里效应，在压缩空气进口70连接发动机的压缩空气源，压缩空气进入喷射器17，在抽入口产生负压，从而在壳体机构的内部腔体中产生形成一个较高的负压源，为自调压油气分离模块提供一个较高的分离负压，达到极高的油气分离效率，壳体机构内部分离的窜气与压缩空气混合后从混合气出口90进入发动机进气管。

预分离模块包括预分离板121，预分离板121设于下壳体2内，位于窜气入口60的上方。预分离板121能够对进入的窜气进行初步的预分离，降低后续的自调压油气分离模块的负担。

优选的，预分离板121为窜气撞击的针板，针板上均匀布置了圆台型筋。

回油模块包括回油管16和伞阀15，回油管16的底部设有出油口80，顶部通过通口连接下壳体2内部腔体，该通口内设置伞阀15。伞阀15的作用是避免机油回流。

自调压油气分离模块包括压力驱动模块、执行模块和分离模块，所述压力驱动模块连接执行模块，执行模块连接分离模块；

压力驱动模块包括上壳体1、阀盖3、密封板4、压力调节膜片5、弹簧7支撑板6和弹簧7，上壳体1的顶部设有与压力调节膜片5配合的膜片座，压力调节膜片5的顶部设有密封板4，底部设有弹簧7支撑板6，弹簧7支撑板6下方的上壳体1上设有导向筒，该导向筒上套有弹簧7，弹簧7的上端连接弹簧7支撑板6，下端连接上壳体1，压力调节膜片5的上方设有阀盖3，阀盖3与上壳体1的顶部连接，阀盖3、压力调节膜片5、密封板4之间构成上腔体31，阀盖3的顶部开有盖孔21；

执行模块包括连接杆8、双U形橡胶膜片10、压持板9和分割板11，连接杆8的上端连接弹簧7支撑板6，下端连接双U形橡胶膜片10，双U形橡胶膜片10的底部设有分割板11，双U形橡胶膜片10的两侧通过压持板9固定在分离模块的精分离板12上；

分离模块包括精分离板12、织物13和织物卡板14，精分离板12将上壳体1的侧腔体33和下腔体32分隔，精分离板12上设有若干个连通侧腔体33和下腔体32的小孔20，小孔20左侧的精分离板12上设有织物卡板14，织物卡板14与精分离板12之间设有织物13，小孔右侧的精分离板12上设有一个上下贯通的竖槽，执行模块的双U形橡胶膜片10嵌入该竖槽内，且双U形橡胶膜片10贴合竖槽的左右两侧面。

连接杆8将动力传递给双U形橡胶膜片10，双U形橡胶膜片10向下或向上对精分离板12上小孔20进行封堵或打开。分离模块包括精分离板12、织物13、织物卡板14，精分离板12上流通截面被调节后，使得窜气有较高的流速撞击织物13，从而将窜气中机油分离下来。

优选的，精分离板上的小孔与织物是有间隙的，间隙是1.5mm～5mm

优选的，精分离板12上设有十个小孔20，分别是第一小孔201、第二小孔202、第三小孔203、第四小孔204、第五小孔205、第六小孔206、第七小孔207、第八小孔208、第九小孔209和第十小孔210，其中第四小孔204、第五小孔205、第六小孔206、第七小孔207、第八小孔208、第九小孔209和第十小孔210的上沿位于同一高度，第五小孔205和第九小孔209的纵向长度大于第四小孔204、第六小孔206、第七小孔207、第八小孔208和第十小孔210的纵向长度，第三小孔203位于第六小孔206的正下方，第一小孔201位于第七小孔207的正下方，第二小孔202位于第八小孔208的正下方，第一小孔201、第二小孔202和第三小孔203的高度依次增大。上述形式布置的小孔20能够使双U形橡胶膜片10逐渐向下遮蔽精分离板12设置小孔20的部分时能够阶梯式的封堵小孔20，使小孔20不会一致性的被封堵，存在阶梯式的时间差，例如高度最低的第一小孔201最后封堵，使小孔20形成的通道总截面下降为阶梯式的曲线，使自调压油气分离模块能够更好的适应窜气的变化。第一小孔201是由一个矩形和一个倒三角形组成的。

优选的，第二小孔202、第三小孔203、第四小孔204、第五小孔205、第六小孔206、第七小孔207、第八小孔208、第九小孔209和第十小孔210均为矩形孔，纵向长度是2mm～8mm。

优选的，第一小孔201是由一个矩形和一个倒三角形组成的异形孔。

优选的，织物13为片状或块状织物13滤材。

优选的，导向筒的中心为贯通孔，弹簧7支撑板6的中心设有与导向筒间隙配合的圆形柱，该圆形柱的下端插入导向筒内。通过圆形柱配合导向筒实现弹簧7支撑板6竖直移动时的导向。

优选的，驱动模块分隔形成的上腔体31与下腔体32，是由密封板4通过焊接或者卡接压持形成的。

优选的，双U形橡胶膜片10被分割板11分成两个U型形状的结构，分割板11上设置有方孔。

优选的，连接杆8的上端通过第一卡扣连接弹簧7支撑板6的圆形柱的下端。

优选的，阀盖3通过第二卡扣连接上壳体1。

优选的，连接杆8的下端设有与分割板11间隙配合的槽口，双U形橡胶膜片10的中部和分割板11嵌入该槽口内。连接杆8配合分割板11将双U形橡胶膜片10固定。

优选的，双U形橡胶膜片10被压持板9固定在精分离模块上，压持板9可以是固定在精分离板12上。

本发明的原理：曲轴箱窜气从窜气进口进入壳体机构的下腔体32，通过与预分离模块和自调压油气分离模块进行油气分离，分离后的机油通过回油模块和出油口80流回至发动机曲轴箱，分离后的窜气与喷射器17的压缩空气源混合后从混合气出口90进入发动机进气管，喷射器17利用文丘里效应，在压缩空气进口70连接发动机的压缩空气源，压缩空气进入喷射器17，在抽入口产生负压，从而在壳体机构的内部腔体中产生形成一个较高的负压源，为自调压油气分离模块提供一个较高的分离负压，达到极高的油气分离效率，壳体机构内部分离的窜气与压缩空气混合后从混合气出口90进入发动机进气管；

驱动模块根据曲轴箱压力的变化提供向上或向下的动力，通过连接杆8将动力传递给执行模块，执行模块中的U形橡胶膜片会向上或向下移动，从而使得精分离板12上小孔20进行打开或封堵，从而使得经过分离模块曲轴箱窜气保持很高的流速。

上腔体31、下腔体32、侧腔体33内的压力分别是P1、P2、P3。发动机工作时当P2＜P1时，压力驱动模块受到大气压作用形成力F1，这样压力驱动模块会克服弹簧7的初始弹力F2向下移动，在下移过程中精分离板12的小孔20被封堵，P2逐渐升高，F1减小；弹簧7压缩量增大，F2增大，直到F1与F2平衡时，双U型橡胶膜片10稳定在某一位置，精分离板12上形成恒定截面积，此时可以将自调压模块的压损为△P＝P2-P3。当曲轴箱窜气量变化时，P2会变化从而导致F1变化，使得双U型橡胶膜片10位置重新调整，最终达到分离模块流通截面随着窜气量变化而调整。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种油气分离器总成，其特征在于：包括壳体机构、预分离模块、负压动力模块、自调压油气分离模块和回油模块，所述壳体机构包括密封连接的上壳体和下壳体，下壳体的底部设有窜气入口和出油口，上壳体上设有负压动力模块和自调压油气分离模块，下壳体内设有预分离模块和回油模块；

负压动力模块包括喷射器，喷射器的一端设有压缩空气进口，另一端设有混合气出口，中部设有与壳体机构内部腔体连通的抽入口；曲轴箱窜气进入壳体机构，通过与预分离模块和自调压油气分离模块进行油气分离，分离后的机油流回至发动机曲轴箱，分离后的窜气与喷射器的压缩空气源混合后进入发动机进气管，喷射器利用文丘里效应，在压缩空气进口连接发动机的压缩空气源，压缩空气进入喷射器，在抽入口产生负压，从而在壳体机构的内部腔体中产生形成一个较高的负压源，为自调压油气分离模块提供一个较高的分离负压，达到极高的油气分离效率，壳体机构内部分离的窜气与压缩空气混合后从混合气出口进入发动机进气管；

所述自调压油气分离模块包括压力驱动模块、执行模块和分离模块，所述压力驱动模块连接执行模块，执行模块连接分离模块；

压力驱动模块包括上壳体、阀盖、密封板、压力调节膜片、弹簧支撑板和弹簧，上壳体的顶部设有与压力调节膜片配合的膜片座，压力调节膜片的顶部设有密封板，底部设有弹簧支撑板，弹簧支撑板下方的上壳体上设有导向筒，该导向筒上套有弹簧，弹簧的上端连接弹簧支撑板，下端连接上壳体，压力调节膜片的上方设有阀盖，阀盖与上壳体的顶部连接，阀盖、压力调节膜片、密封板之间构成上腔体，阀盖的顶部开有盖孔；

执行模块包括连接杆、双U形橡胶膜片、压持板和分割板，连接杆的上端连接弹簧支撑板，下端连接双U形橡胶膜片，双U形橡胶膜片的底部设有分割板，双U形橡胶膜片的两侧通过压持板固定在分离模块的精分离板上；

分离模块包括精分离板、织物和织物卡板，精分离板将上壳体的侧腔体和下腔体分隔，精分离板上设有若干个连通侧腔体和下腔体的小孔，小孔左侧的精分离板上设有织物卡板，织物卡板与精分离板之间设有织物，小孔右侧的精分离板上设有一个上下贯通的竖槽，执行模块的双U形橡胶膜片嵌入该竖槽内，且双U形橡胶膜片贴合竖槽的左右两侧面。

2.根据权利要求1所述的一种油气分离器总成，其特征在于：所述预分离模块包括预分离板，预分离板设于下壳体内，位于窜气入口的上方。

3.根据权利要求1所述的一种油气分离器总成，其特征在于：所述回油模块包括回油管和伞阀，回油管的底部设有出油口，顶部通过通口连接下壳体内部腔体，该通口内设置伞阀。

4.根据权利要求1所述的一种油气分离器总成，其特征在于：所述精分离板上的小孔与织物是有间隙的，间隙是1.5mm～5mm。

5.根据权利要求1所述的一种油气分离器总成，其特征在于：所述精分离板上设有十个小孔，分别是第一小孔、第二小孔、第三小孔、第四小孔、第五小孔、第六小孔、第七小孔、第八小孔、第九小孔和第十小孔，其中第四小孔、第五小孔、第六小孔、第七小孔、第八小孔、第九小孔和第十小孔的上沿位于同一高度，第五小孔和第九小孔的纵向长度大于第四小孔、第六小孔、第七小孔、第八小孔和第十小孔的纵向长度，第三小孔位于第六小孔的正下方，第一小孔位于第七小孔的正下方，第二小孔位于第八小孔的正下方，第一小孔、第二小孔和第三小孔的高度依次增大。

6.根据权利要求5所述的一种油气分离器总成，其特征在于：所述第二小孔、第三小孔、第四小孔、第五小孔、第六小孔、第七小孔、第八小孔、第九小孔和第十小孔均为矩形孔，纵向长度是2mm～8mm。

7.根据权利要求5所述的一种油气分离器总成，其特征在于：所述第一小孔是由一个矩形和一个倒三角形组成的异形孔。

8.根据权利要求1所述的一种油气分离器总成，其特征在于：所述驱动模块分隔形成的上腔体与下腔体，是由密封板通过焊接或者卡接压持形成的。

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