CN112576334B - 油气分离器和发动机、车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种油气分离器和发动机、车辆，该油气分离器包括本体，该本体具有相互配合安装的上壳体和下壳体，且本体限定有油气分离腔并且设置有与该油气分离腔连通的进气口、出气口，油气分离腔形成为U形结构，并包括相互平行设置的下层分离腔和上层分离腔以及垂直连通在下层分离腔和上层分离腔之间的过渡分离腔，下层分离腔内设置有粗分离结构且与进气口连通，上层分离腔内设置有精分离结构且与出气口连通，下层分离腔的出气侧与上层分离腔的进气侧通过过渡分离腔连通。采用分层结构将油气分离腔布置为上下两层，并由粗到细分级布置分离结构，以能够在紧凑空间下，布置出较长分离通道，又采用U形油气分离腔的结构，从而进一步提高分离效率。

Description

油气分离器和发动机、车辆

技术领域

本公开涉及发动机油气分离技术领域，具体地，涉及一种油气分离器和发动机、车辆。

背景技术

随着发动机的发展，国内对发动机排放要求一再提高，人们对发动机的油气分离系统越来越重视，对油气分离效果要求越来越苛刻，油气分离器在满足法规排放要求的同时，在提高发动机的性能和提高燃油经济性等方面发挥着不可磨灭的作用。

现有发动机的油气分离器存在空间布置困难，并且低成本的油气分离装置分离效果差，分离效果较好的油气分离装置结构又较复杂，成本较高。因此，提供一种结构简单且分离效果较好的油气分离器具有积极意义。

发明内容

本公开的目的是提供一种油气分离器，该油气分离器具有较好的分离效果，且结构紧凑、简单。

为了实现上述目的，本公开提供一种油气分离器，包括本体，该本体具有相互配合安装的上壳体和下壳体，且所述本体限定有油气分离腔并且设置有与该油气分离腔连通的进气口、出气口，所述油气分离腔形成为U形结构，并包括相互平行设置的下层分离腔和上层分离腔以及垂直连通在所述下层分离腔和所述上层分离腔之间的过渡分离腔，所述下层分离腔内设置有粗分离结构且与所述进气口连通，所述上层分离腔内设置有精分离结构且与所述出气口连通，所述下层分离腔的出气侧与所述上层分离腔的进气侧通过所述过渡分离腔连通。

可选地，所述过渡分离腔内设置有半精分离结构。

可选地，所述粗分离结构包括多个沿油气流动方向间隔错位布置的挡板，多个所述挡板分别安装到所述下层分离腔的侧壁上，所述挡板朝向所述油气流动方向的一面凸出形成有多个齿状凸棱，多个所述齿状凸棱具有不同的凸出高度。

可选地，所述精分离结构包括依次沿油气流动方向间隔布置的加速板和分离板，所述加速板上开设有多个供所述油气通过的小孔，所述分离板上朝向所述油气流动方向的一面间隔设置有多个凸起。

可选地，所述本体还设置有与所述油气分离腔连通的回油结构，该回油结构包括与所述下层分离腔、所述过渡分离腔均连通的第一回油结构和与所述上层分离腔连通的第二回油结构。

可选地，所述下层分离腔的出气侧设置有所述第一回油结构，该第一回油结构包括设置在所述下层分离腔下方的第一回油管道，所述第一回油管道形成为阶梯状以具有储油管道和回油管道，所述储油管道位于所述回油管道的上方且横截面积大于所述回油管道的横截面积。

可选地，所述第二回油结构包括设置在所述下层分离腔和所述上层分离腔之间的储油腔，以及与该储油腔连通的第二回油管道，所述上层分离腔与所述储油腔连通。

可选地，所述储油腔上方设置有上盖板，所述精分离结构设置在所述上盖板和所述上层分离腔的顶壁之间，且所述上盖板上开设有多个进油孔，以使得所述上层分离腔与所述储油腔连通。

可选地，所述储油腔内部设置有多个隔板以将所述储油腔分隔成多个分室，且相邻所述分室之间相互连通。

可选地，所述上盖板上设置有多个条形凸起，相邻的所述条形凸起之间形成有导流通道。

可选地，所述第二回油管道设置在所述储油腔的下方，且所述第二回油管道的下端回油口处设置有伞形阀。

根据本公开提供的另一方面，还提供一种发动机，包括上述公开的油气分离器。

根据本公开的再一方面，还提供一种车辆，包括上述公开的发动机。

本技术的有益效果：本油气分离器采用分层结构的布置方式且使得油气分离腔形成为U形结构，不仅实现将油气分离腔布置为上下两层，并由粗到细分级布置分离结构，以能够实现在紧凑的空间下，布置出较长的分离通道，又能够在油气在进入到每个分离腔时均需要转向90度，这样在重力作用下能够使得粒径较大的油滴更易分离，从而能够提高分离效率。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开实施例提供的油气分离器的纵剖视图；

图2是本公开实施例提供的油气分离器中的粗分离结构的横截面图；

图3是本公开实施例提供的油气分离器中的第一回油结构的剖视图；

图4是本公开实施例提供的油气分离器中的精分离结构的示意图；

图5是本公开实施例提供的油气分离器中的储油腔的结构示意图；

图6是本公开实施例提供的第二回油管道的结构图。

附图标记说明

1本体 11上壳体 12下壳体

2进气口 3出气口 4下层分离腔

5上层分离腔 6粗分离结构 61挡板

611齿状凸棱 7精分离结构 71加速板

72分离板 711小孔 721凸起

8过渡分离腔 9半精分离结构 10第一回油结构

101储油管道 102回油管道 20第二回油结构

201储油腔 2011分室 202第二回油管道

203上盖板 2031进油孔 30隔板

40伞形阀 41侧壁 51顶壁

50第三回油管道 2032条形凸起

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指如图1图面所示的竖直方向的上和下。上述方位词仅用于解释和说明本公开，并不用于限制本公开的范围。此外，所使用的术语如“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

根据本公开的一种实施方式，如图1至图6所示，提供一种油气分离器，包括本体1，该本体1具有相互配合安装的上壳体11和下壳体12，具体可采用上壳体11焊接到下壳体12，保证密封性，并且上壳体11和下壳体12在装配前能够方便各自的成型，便于内部分离结构的设计布置，且所述本体1限定有油气分离腔并且设置有与该油气分离腔连通的进气口2、出气口3，所述油气分离腔形成为U形结构，并包括相互平行设置的下层分离腔4和上层分离腔5以及垂直连通在所述下层分离腔4和所述上层分离腔5之间的过渡分离腔8，所述下层分离腔4内设置有粗分离结构6且与所述进气口2连通，所述上层分离腔5内设置有精分离结构7且与所述出气口3连通，所述下层分离腔4的出气侧与所述上层分离腔5的进气侧通过所述过渡分离腔8连通。

具体分离过程为：混合的油气沿图1中实心箭头所指引的方向(也即为下文中提到的油气流动方向)流动，从进气口2进入到下层分离腔4，首先通过粗分离结构6分离出较大粒径的油滴，而后油气继续通过过渡分离腔8流动至上层分离腔5，到达精分离结构7，进一步将较小粒径的油滴分离，以提高分离效率，使得经过分离的气体更加清洁。并且最终分离后的气体从出气口3流出到发动机进气系统，以进入燃烧室重新燃烧。

也即，本公开采用分层结构的布置方式，将油气分离腔布置为上下两层，并由粗到细分级布置分离结构，以能够实现在紧凑的空间下，布置出较长的分离通道，从而能够提高分离效率。并且，在本公开中，油气分离腔整体形成为U形结构，使得油气在进入到每个分离腔时均需要转向90度，这样在重力作用下能够使得粒径较大的油滴更易分离。

其中，粗分离结构6可以具有任意适当的构造，在本公开的具体实施方式中，如图2所示，所述粗分离结构6包括多个沿油气流动方向间隔错位布置的挡板61，多个所述挡板61分别安装到所述下层分离腔4的侧壁41上。这样，流速较高的油气在流动过程中，不断地撞击到各个挡板61上，在碰撞过程中将油气中的油滴分离，渐渐汇集成比较重的油滴，在重力作用下油滴汇聚流回到油底壳。另，挡板61可以采用摩擦焊或者卡槽的形式安装，具体可以根据不同的机型的安装需求选择不同的安装形式，对此本公开不作限制。

进一步地，为了分离出更多的油滴，在本公开的具体实施方式中，所述挡板61朝向所述油气流动方向的一面凸出形成有多个齿状凸棱611，多个所述齿状凸棱611具有不同的凸出高度。也即，挡板61在面向油气流动方向上凸出设置有多个不规则的齿状凸棱611，以增大碰撞面积，从而能够在碰撞时更好地分离油气中的油滴。除此之外，作为可选择地方式，在下层分离腔4的侧壁41上同样可以设置如上所述的齿状凸棱611，以能够粘附住更多的油滴。

同样地，精分离结构7可以具有任意适当的构造，在本公开的具体实施方式中，如图4所示，所述精分离结构7包括依次沿油气流动方向间隔布置的加速板71和分离板72，所述加速板71上开设有多个供所述油气通过的小孔711，所述分离板72上朝向油气流动方向的一面间隔设置有多个凸起721。

具体地，油气首先通过加速板71上的小孔711，由于油气的流通截面积相对减小，因而油气流速增大，继而会加速撞击到分离板72的凸起721上，最终油滴会粘附在凸起721而被分离。其中凸起721可以为任意形式的结构和形状，作为可选择地方式，凸起721为柱状，且均匀布置在分离板72上。

在此需要说明的是，油气流动速度的增大，会使得油气中携带的油滴的流动速度增大，但较大油滴的速度增大量会小于较小油滴的速度增大量，由于这种差值，在油气从加速板71中的小孔711加速流出的过程中，不同粒径的油滴会发生碰撞并结合为大粒径油滴，这更利于粘附在分离板72上，能够分离出油气中携带的绝大部分油滴，进一步提高油气分离效率。

另外，在本公开提供的具体实施方式中，可以根据实际分离特性需要设置小孔711的数量、孔径、布置方式，以及加速板71和分离板72的间隔距离等，以满足不同机型的需求。并且，上层分离腔5内同样可以根据分离需要，在现有空间内选择设置几组精分离结构7，对此本公开不作限制。

为了进一步细化分离，实现层层分级布置分离结构，在本公开的具体实施方式中，如图1所示，所述过渡分离腔8内设置有半精分离结构9。

这样，混合油气从进气口2进入到油气分离器，需要转向90度进入到下层分离腔4以经过粗分离结构6，此时由于油气转向和碰撞的双重作用，较大粒径的油滴被分离出；然后，油气继续转向90度上行进入到过渡分离腔8并通过半精分离结构9，粒径较小的油滴由于加速碰撞作用和重力作用被分离出；接着，油气继续上行并再次转向90度进入上层分离腔5并通过精分离结构7，将油气进一步细化分离，最终分离后的气体由出气口3进入到进气系统，分离出的油滴汇入到油底壳。

其中，半精分离结构9的结构可以为任意形式，在本公开的具体实施方式中，半精分离结构9与上文中提到的精分离机构7的结构相同，均具有分离板和加速板，精分离结构7仅在加速板71上小孔711的孔径、个数、布置以及加速板71和分离板72的距离等方式上与半精分离结构9加以区别，以此来改变其分离特性。由此可知，本公开提供的油气分离器分级布置有粗分离、半精分离以及精分离三级分离结构，以更好地分离出不同粒径的油滴，提升分离效率。并且，在本公开中，油气分离腔整体形成为U形结构，使得油气在进入到每个分离腔时均需要转向90度，这样在重力作用下能够使得粒径较大的油滴更易分离。当然在其他实施方式中，可以根据实际分离需求，合理分级布置分离结构，对此本公开不作限制。

为了能够将油气分离出的油滴及时回油汇入到油底壳，在本公开的具体实施方式中，如图1所示，所述本体1还设置有与所述油气分离腔连通的回油结构，该回油结构包括与所述下层分离腔4、所述过渡分离腔8均连通的第一回油结构10和与所述上层分离腔5连通的第二回油结构20，具体回油方向如图1所示的空心箭头的方向。

换言之，本公开采用双回油结构，满足及时回油，防止油液被吹出。并且作为可选择地方式，第一回油结构10可以同时与过渡分离腔8连通，满足半精分离结构9的回油，具体的实施方式将在下文中详细说明。其中，第一回油结构10和第二回油结构20可以为任意形式的构造，只要能够满足相应分离腔的回油即可。

如图3所示，在本公开中的具体实施方式，所述下层分离腔4的出气侧设置有所述第一回油结构10，该第一回油结构10包括设置在所述下层分离腔4下方的第一回油管道，这样，通过碰撞粘附在挡板61上的油滴因为重力的作用而汇聚到第一回油管道内，通过第一回油管道汇入到油底壳。此外，为了保证顺利回油，所述第一回油管道形成为阶梯状以具有储油管道101和回油管道102，所述储油管道101的横截面积大于所述回油管道102的横截面积。并且，可以进一步通过公式P＝ρghP为分离压损计算出第一回油管道的高度，以保证顺利回油；通过油膜张力计算出回油口103的宽度，使得回油口103保持形成油膜，防止油气倒流。

进一步地，为了实现半精分离结构9内的油滴实现回油，如图2所示，在本公开的具体实施方式中，过渡分离腔8的下端延伸形成有第三回油管道50，该第三回油管道50负责将分离出的油滴引导回流至第一回油管道10，最终由第一回油管道10将油滴汇入到油底壳。

如图5和图6所示，在本公开的具体实施方式中，所述第二回油结构20包括设置在所述下层分离腔4和所述上层分离腔5之间的储油腔201，以及与该储油腔201连通的第二回油管道202，所述上层分离腔5与所述储油腔201连通；并且所述储油腔201上方设置有上盖板203，所述精分离结构7设置在所述上盖板203和所述上层分离腔5的顶壁51之间，且所述上盖板203上开设有多个进油孔2031，以使得所述上层分离腔5与所述储油腔201连通。

由此可知，由精分离结构7分离出的油滴通过进油孔2031流入到储油腔201内，上盖板203将上层分离腔5和储油腔201分隔开，并起到密封储油腔201的作用，防止储油腔201内部的油滴被流通的油气吹气，待油液到达一定高度后，由第二回油管道202回油流入到油底壳。

为了能够引导油液顺利快速地流入到储油腔201内，作为可选择地实施方式，上盖板203上设置有多个条形凸起2032，相邻的条形凸起2032之间形成有导流通道，实现将油滴引导到第二回油管道202。

并且，为了防止储油量较大时油液产生晃动，在本公开的具体实施方式中，所述储油腔201内部设置有多个隔板30以将所述储油腔201分隔成多个分室2011，且相邻所述分室2011之间相互连通。

如图6所示，在本公开的具体实施方式中，所述第二回油管道202设置在所述储油腔201的下方，且所述第二回油管道202的下端回油口设置有伞形阀40。采用伞型阀40，可减少布置占用空间，满足紧凑性。当伞型阀40关闭时，能够防止油气倒流；待当储油腔201内的油液高度达到一定高度时，伞型阀40开启，油液能够顺利流入到油底壳。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种发动机，包括上述公开的油气分离器以及还提供一种包括该发动机的车辆。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (11)

1.一种油气分离器，其特征在于，包括本体(1)，该本体(1)具有相互配合安装的上壳体(11)和下壳体(12)，且所述本体(1)限定有油气分离腔并且设置有与该油气分离腔连通的进气口(2)、出气口(3)，所述油气分离腔形成为U形结构，并包括相互平行设置的下层分离腔(4)和上层分离腔(5)以及垂直连通在所述下层分离腔(4)和所述上层分离腔(5)之间的过渡分离腔(8)，所述下层分离腔(4)内设置有粗分离结构(6)且与所述进气口(2)连通，所述上层分离腔(5)内设置有精分离结构(7)且与所述出气口(3)连通，所述下层分离腔(4)的出气侧与所述上层分离腔(5)的进气侧通过所述过渡分离腔(8)连通；

所述本体(1)还设置有与所述油气分离腔连通的回油结构，该回油结构包括与所述下层分离腔(4)、所述过渡分离腔(8)均连通的第一回油结构(10)和与所述上层分离腔(5)连通的第二回油结构(20)；

所述第二回油结构(20)包括设置在所述下层分离腔(4)和所述上层分离腔(5)之间的储油腔(201)，以及与该储油腔(201)连通的第二回油管道(202)，所述上层分离腔(5)与所述储油腔(201)连通。

2.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述过渡分离腔(8)内设置有半精分离结构(9)。

3.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述粗分离结构(6)包括多个沿油气流动方向间隔错位布置的挡板(61)，多个所述挡板(61)分别安装到所述下层分离腔(4)的侧壁(41)上，所述挡板(61)朝向所述油气流动方向的一面凸出形成有多个齿状凸棱(611)，多个所述齿状凸棱(611)具有不同的凸出高度。

4.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述精分离结构(7)包括依次沿油气流动方向间隔布置的加速板(71)和分离板(72)，所述加速板(71)上开设有多个供所述油气通过的小孔(711)，所述分离板(72)上朝向所述油气流动方向的一面间隔设置有多个凸起(721)。

5.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述下层分离腔(4)的出气侧设置有所述第一回油结构(10)，该第一回油结构(10)包括设置在所述下层分离腔(4)下方的第一回油管道，所述第一回油管道形成为阶梯状以具有储油管道(101)和回油管道(102)，所述储油管道(101)位于所述回油管道(102)的上方且横截面积大于所述回油管道(102)的横截面积。

6.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述储油腔(201)上方设置有上盖板(203)，所述精分离结构(7)设置在所述上盖板(203)和所述上层分离腔(5)的顶壁(51)之间，且所述上盖板(203)上开设有多个进油孔(2031)，以使得所述上层分离腔(5)与所述储油腔(201)连通。

7.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述储油腔(201)内部设置有多个隔板(30)以将所述储油腔(201)分隔成多个分室(2011)，且相邻所述分室(2011)之间相互连通。

8.根据权利要求6所述的油气分离器，其特征在于，所述上盖板(203)上设置有多个条形凸起(2032)，相邻的所述条形凸起(2032)之间形成有导流通道。

9.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述第二回油管道(202)设置在所述储油腔(201)的下方，且所述第二回油管道(202)的下端回油口处设置有伞形阀(40)。

10.一种发动机，其特征在于，根据权利要求1-9中任意一项所述的油气分离器。

11.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求10所述的发动机。

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