CN112392573A - 适用于高进气真空度的油气分离装置和柴油发动机 - Google Patents

适用于高进气真空度的油气分离装置和柴油发动机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种适用于高进气真空度的油气分离装置和柴油发动机，包括壳体、空气过滤装置、气体容纳腔、过滤进气部、进气管和出气管。空气过滤装置和气体容纳腔相互连接且均设在壳体内，气体容纳腔包括可形变的膜片，空气过滤装置和气体容纳腔通过设置在气体容纳腔内的过滤进气部连通，过滤进气部的进气口与膜片对应设置且位于膜片的下方，过滤进气部设有侧孔，进气管伸入壳体内与气体容纳腔连通，出气管与壳体的内部连通。本发明中的油气分离装置，即使膜片两侧压差大，膜片朝向过滤进气部的进气口形变并使其堵塞，气体容纳腔内的气体也可通过侧孔进入空气过滤装置，保证了油气分离装置中气体的流通性，避免发生危险事故。

Description

适用于高进气真空度的油气分离装置和柴油发动机
技术领域
本发明总地涉及发动机技术领域，更具体地涉及一种适用于高进气真空度的油气分离装置和柴油发动机。
背景技术
常见的发动机都属于往复活塞式内燃机，是通过将燃烧的化学能转化为活塞运动的机械能并对外输出动力。这类发动机的活塞在运动过程中会使一定的气体泄露到曲轴箱内，再加上油底壳内部机油蒸发，并随着发动机工作循环次数的增加，曲轴箱内部的气体压力将逐渐升高，容易产生危险事故。因此曲轴箱需要和外界连通，并及时排出曲轴箱内的油雾混合气，以避免出现危险事故。
为避免从曲轴箱中排出的气体对外界环境产生影响，通常会在发动机上设置油气分离装置，对曲轴箱内的气体(含有大量的水蒸气、雾化机油、二氧化碳和碳化氢等)进行处理，将该气体进行过滤、分离、冷却等，使分离后的气体重新提供给发动机的进气系统。对于高强化系数的发动机，由于进气管路长及进气流速高，进气真空度高，使得油气分离装置内的进气真空度相应较高，传统的油气分离装置可能出现通气管路异常切断，进而导致曲轴箱爆炸等严重后果。
因此，需要提供一种适用于高进气真空度的油气分离装置和柴油发动机，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述问题，本发明提供一种适用于高进气真空度的油气分离装置，包括
壳体；
空气过滤装置，所述空气过滤装置设置在所述壳体的内部，以用于过滤气体；
气体容纳腔，所述气体容纳腔设置在所述壳体的内部，并与所述空气过滤装置连接，所述气体容纳腔包括可形变的膜片；
过滤进气部，所述过滤进气部设置在所述气体容纳腔的内部，以用于连通所述气体容纳腔和所述空气过滤装置，所述过滤进气部的进气口与所述膜片对应设置且位于所述膜片的下方；
进气管，所述进气管伸入所述壳体的内部并与所述气体容纳腔连通，以用于导入发动机曲轴箱的气体；以及
出气管，所述出气管与所述壳体的内部连通，以用于导出过滤后的气体；
其中，所述过滤进气部的侧壁设有侧孔。
可选地，所述侧孔沿所述过滤进气部的周向均匀设置在所述过滤进气部的侧壁上。
可选地，所述侧孔的数量为2-6个。
可选地，还包括膜片阻挡盖，所述膜片阻挡盖为镂空结构且设置在所述过滤进气部的进气口处。
可选地，所述镂空结构为十字型。
可选地，所述膜片阻挡盖与所述过滤进气部一体成型。
可选地，还包括弹簧，所述弹簧设置在所述气体容纳腔的内部，并套设在所述过滤进气部外，所述弹簧的端部与所述空气过滤装置和/或所述膜片连接。
可选地，所述过滤进气部的横截面大致呈圆环状。
可选地，所述气体容纳腔位于所述空气过滤装置的上方。
根据本发明的另一方面，还提供了一种柴油发动机，所述柴油发动机包括上述所述的适用于高进气真空度的油气分离装置。
根据本发明的适用于高进气真空度的油气分离装置，进气管将发动机曲轴箱内的气体导入气体容纳腔内，该气体通过过滤进气部进入空气过滤装置内，得到过滤后的气体进入壳体的内部并通过出气管导出。通过对结构进行改进，在过滤进气部的侧壁设置侧孔，即使膜片两侧压差大，导致膜片会朝向过滤气体容纳腔的进气口形变、与进气口接触并使其堵塞，气体容纳腔的气体也可通过过滤进气部的侧孔进入空气过滤装置内，保证了油气分离装置中气体的流通性，防止通气管路的异常切断，避免曲轴箱产生爆炸，减少危险事故的发生。
附图说明
本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1为根据本发明的一种优选实施方式的适用于高进气真空度的油气分离装置的截面示意图，其中膜片与气体容纳腔的进气口分离；
图2为图1示出的适用于高进气真空度的油气分离装置的另一截面示意图，其中膜片与气体容纳腔的进气口接触；以及
图3为图1示出的适用于高进气真空度的油气分离装置的局部立体视图。
附图标记说明：
1：壳体 2：空气过滤装置
3：气体容纳腔 4：过滤进气部
5：膜片 6：进气管
7：出气管 8：侧孔
9：膜片阻挡盖 10：弹簧
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。
本发明提供了一种适用于高进气真空度的油气分离装置，包括壳体1、空气过滤装置2、气体容纳腔3、过滤进气部4、进气管6和出气管7。其中，进气管6的一端与发动机曲轴箱连通、另一端伸入壳体1的内部与气体容纳腔3连通，以用于将发动机曲轴箱中的气体导入到气体容纳腔3内，气体容纳腔3包括可形变的膜片5，气体容纳腔3与空气过滤装置2连接且均设置在壳体1的内部，气体容纳腔3与空气过滤装置2通过过滤进气部4连通，过滤进气部4的侧壁设有侧孔8，气体容纳腔3内的气体可通过过滤进气部4进入空气过滤装置2内，空气过滤装置2内的气体穿过滤芯再进入壳体1内以得到过滤，过滤后的气体通过出气管7导出壳体1外。需要说明的是，由于现有的油气分离装置往往采用闭式循环，因此导出壳体1外的气体会再次进入发动机的进气管6内以便于得到循环利用。而且除了上述具体描述的结构，油气分离装置的其他零部件和发动机结构以及各个部件的连接方式均为本领域技术人员已知，因此不再进行详细的说明。
本发明中，对于高强化系数的发动机以及大型船用发动机而言，发动机的工况随时发生变化，发动机曲轴箱内的气压也会发生变化，油气分离装置中的气压也会发生变化，气体容纳腔3的膜片5会随着油气分离装置内部真空度的变化而随之发生形变，可以起到稳定曲轴箱压力的作用。当发动机工况较大时，由于发动机进气流速高以及进气管6路长，进气真空度高，气体容纳腔3的膜片5两侧压差大，膜片5会朝向过滤进气部4的进气口形变，很可能会与进气口接触并使其堵塞。当膜片5将过滤进气部4的进气口堵塞后，气体容纳腔3内的气体可通过过滤进气部4的侧孔8进入空气过滤装置2内，保证了油气分离装置中气体的流通性，防止通过管路的异常切断，避免曲轴箱产生爆炸，减少危险事故的发生。
为使本发明的结构和原理更加清楚明白，下面将结合图1和图2来做出进一步的说明。
在图1中，当发动机的工况较低时，发动机内需要的气体较少，发动机的进气口的真空度较低，此时壳体1内和出气管7的真空度较低，膜片5两侧的压差较小，膜片5受到的朝向过滤进气部4的进气口的压力较小，产生的形变量较小，膜片5不会与进气口接触。此时，来自发动机曲轴箱内的气体经由进气管6和气体容纳腔3，再通过过滤进气部4的进气口进入空气过滤装置2内，当然，有少量气体也可从侧孔8进入过滤进气部4内，空气过滤装置2内的气体穿过滤芯，进入壳体1，再经由出气管7，进入发动机的进气管6。
在图2中，当发动机的工况较高时，发动机需要大量的气体，发动机的进气口的真空度较高，此时壳体1内和出气管7的真空度较高，膜片5两侧的压差较大，膜片5受到的朝向过滤进气部4的进气口的压力较大，产生的形变量较大，膜片5与过滤进气部4的进气口接触并使其堵塞。此时，来自发动机曲轴箱内的气体经由进气管6和气体容纳腔3，再通过侧孔8进入过滤进气部4内，并进入空气过滤装置2中，空气过滤装置2内的气体穿过滤芯，进入壳体1，再经由出气管7，进入发动机的进气管6，避免曲轴箱产生爆炸，减少危险事故的发生。
优选地，侧孔8沿过滤进气部4的周向均匀设置在过滤进气部4的侧壁上，可使气体容纳腔3内的气体更加均匀地进入过滤进气部4内。具体地，侧孔8的数量可以为2-6个，例如4个。
如图3所示，在本发明的实施方式中，还包括膜片阻挡盖9，该膜片阻挡盖9为镂空结构且设置在过滤进气部4的进气口处。膜片阻挡盖9为镂空结构，一方面可使穿过的空气有足够的流通面积，在低进气真空度下，气体容纳腔3内气体可穿过膜片阻挡盖9进入空气过滤装置2中；另一方面，在高进气真空度下，膜片5会与过滤进气部4的进气口接触，防止膜片5在进气口处产生过大的形变，同时也能避免膜片5进入过滤进气部4内影响侧孔8，保证侧孔8内气体的流通性。具体地，镂空结构可以为十字型。
进一步地，膜片阻挡盖9与过滤进气部4一体成型，从而避免膜片阻挡盖9因震动、形变或其他因素从进气口处脱落，造成其他不必要的损失。
另外，还包括弹簧10，弹簧10设置在气体容纳腔3内，并套设在过滤进气部4外，弹簧10的端部与空气过滤装置2和/或膜片5连接。膜片5是根据两侧的压力差产生的形变，在形变的过程中，仅仅依靠其自身的材质和结构。在本实施方式中，可根据压力调节的大小设置对应弹力的弹簧10，使弹簧10对膜片5进一步起到辅助调节的作用。此外，过滤进气部4的横截面大致呈圆环状。
进一步地，由于来自发动机曲轴箱的气体含有大量的水蒸气、雾化机油等液体，因此可将气体容纳腔3设置在空气过滤装置2的上方，使这些凝结后的液体流向空气过滤装置2，以避免这些液体侵蚀气体容纳腔3。
根据本发明的另一方面，还提供了一种柴油发动机，该柴油发动机设置上述的适用于高进气真空度的油气分离装置。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种适用于高进气真空度的油气分离装置，其特征在于，包括
壳体；
空气过滤装置，所述空气过滤装置设置在所述壳体的内部，以用于过滤气体；
气体容纳腔，所述气体容纳腔设置在所述壳体的内部，并与所述空气过滤装置连接，所述气体容纳腔包括可形变的膜片；
过滤进气部，所述过滤进气部设置在所述气体容纳腔的内部，以用于连通所述气体容纳腔和所述空气过滤装置，所述过滤进气部的进气口与所述膜片对应设置且位于所述膜片的下方；
进气管，所述进气管伸入所述壳体的内部并与所述气体容纳腔连通，以用于导入发动机曲轴箱的气体；以及
出气管，所述出气管与所述壳体的内部连通，以用于导出过滤后的气体；
其中，所述过滤进气部的侧壁设有侧孔。
2.根据权利要求1所述的适用于高进气真空度的油气分离装置，其特征在于，所述侧孔沿所述过滤进气部的周向均匀设置在所述过滤进气部的侧壁上。
3.根据权利要求1所述的适用于高进气真空度的油气分离装置，其特征在于，所述侧孔的数量为2-6个。
4.根据权利要求1所述的适用于高进气真空度的油气分离装置，其特征在于，还包括膜片阻挡盖，所述膜片阻挡盖为镂空结构且设置在所述过滤进气部的进气口处。
5.根据权利要求4所述的适用于高进气真空度的油气分离装置，其特征在于，所述镂空结构为十字型。
6.根据权利要求4所述的适用于高进气真空度的油气分离装置，其特征在于，所述膜片阻挡盖与所述过滤进气部一体成型。
7.根据权利要求1所述的适用于高进气真空度的油气分离装置，其特征在于，还包括弹簧，所述弹簧设置在所述气体容纳腔的内部，并套设在所述过滤进气部外，所述弹簧的端部与所述空气过滤装置和/或所述膜片连接。
8.根据权利要求1所述的适用于高进气真空度的油气分离装置，其特征在于，所述过滤进气部的横截面大致呈圆环状。
9.根据权利要求1所述的适用于高进气真空度的油气分离装置，其特征在于，所述气体容纳腔位于所述空气过滤装置的上方。
10.一种柴油发动机，其特征在于，所述柴油发动机包括权利要求1至9中任意一项所述的适用于高进气真空度的油气分离装置。
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