CN113914970A - 一种油气分离滤清器、发动机和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气分离滤清器、发动机和车辆，属于滤清器技术领域。该油气分离滤清器包括壳体、底座、滤芯转子和驱动机油通道，驱动机油通道包括依次连通的一级稳压区、加速区和二级稳压区，二级稳压区远离加速区的一端设置有喷嘴，喷嘴朝向驱动轮。来自于发动机的机油通过驱动机油通道的机油入口进入到一级稳压区进行一次压力的稳定，然后通过加速区对机油进行一次加速，使机油具备更快的流速和更大的动能，接下来通过二级稳压区后最终通过喷嘴与驱动轮之间的喷射区，将机油喷射到驱动轮上，推动驱动轮进行旋转运动，实现增大机油喷向驱动轮的速度和压力，使滤芯转子具有稳定高速的运行状态。

Description

一种油气分离滤清器、发动机和车辆

技术领域

本发明涉及滤清器技术领域，尤其涉及一种油气分离滤清器、发动机和车辆。

背景技术

随着国六排放法规的颁布实施，曲轴箱通风系统的排放计入了整车排放测试项目，其排出的气体对整车排放的颗粒物(PM)和粒子数量(PN)有着重要的影响。因此曲轴箱通风气体需要通过油气分离滤清器的过滤，拦截其中的颗粒物，减少粒子数量来达到减轻整车排放的负担，满足国六的排放标准。

传统的油气分离滤清器存在两大弊端:1.效率不够高，无法满足较高的过滤精度；2.需要定期更换滤芯增加维护成本，如果不及时更换滤芯则会增加发动机曲轴箱压力，给发动机带来安全隐患，也为整车的排放带来风险。旋转式油气分离滤清器就是为了解决这两大弊端，真正做到高效率免维护，而旋转式油气分离滤清器实现过滤的核心之一在于滤芯。

而滤芯的高效率分离油气除了跟自身结构相关外，还要保持一个高速且相对稳定的运转速度。要保持滤芯有一个相对稳定高速运行的转速，需要驱动机油在喷出油道时需要具备较高的流速和流量，同时需要喷射在驱动涡轮上比较好的一个位置来驱动涡轮转动。常规的机油喷射油道对于机油的动能损失很大，机油从出口喷出时流速会降低，流量会下降，不利于驱动涡轮转动。

为此，亟需提供一种油气分离滤清器、发动机和车辆以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油气分离滤清器、发动机和车辆，能够增大机油喷向驱动轮的速度和压力，使滤芯转子获得稳定高速的运行状态。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种油气分离滤清器，包括：

壳体，内设有容纳腔；

底座，所述底座内部中空，且所述壳体密封扣设于所述底座，且所述容纳腔与所述底座内部相互连通；

滤芯转子，转动设置于所述壳体内，所述滤芯转子的第一端位于所述容纳腔内，所述滤芯转子的第二端延伸至所述底座内，且所述第二端设置有驱动轮；

驱动机油通道，设置于所述底座内，所述驱动机油通道包括依次连通的一级稳压区、加速区和二级稳压区，所述二级稳压区远离所述加速区的一端设置有喷嘴；

驱动轮，设置于所述滤芯转子的第二端，所述驱动轮包括轮本体和周向间隔设置于所述轮本体外环壁的多个叶片，所述叶片呈圆弧形结构，所述叶片的弦长不小于所述喷嘴内径的3.1倍，所述喷嘴朝向所述叶片的弧形内凹处，所述喷嘴的喷射点与所述驱动轮的中心之间的垂直距离为L1，所述驱动轮的半径为R，其中L1与R的比值为0.1倍到1倍。

作为油气分离滤清器的可选方案，所述加速区的长度为所述喷嘴内径的2倍到4倍，所述喷嘴距喷射到所述叶片的位置之间的喷射区的长度L2,其中，L2的长度为所述喷嘴内径的1.5倍到3.5倍。

作为油气分离滤清器的可选方案，所述一级稳压区和所述二级稳压区的截面形状为圆形。

作为油气分离滤清器的可选方案，所述加速区的截面形状为椭圆形。

作为油气分离滤清器的可选方案，所述加速区与所述一级稳压区的过渡处以及所述加速区和所述二级稳压区的过渡处均倒圆角。

作为油气分离滤清器的可选方案，所述驱动机油通道与所述底座一体化成型。

作为油气分离滤清器的可选方案，所述轮本体与所述叶片为一体化结构。

作为油气分离滤清器的可选方案，所述驱动轮还包括挡油板，所述挡油板设置于所述轮本体和所述叶片的同一侧。

一种发动机，包括如上所述的任一项油气分离滤清器的技术方案。

一种车辆，包括上述的发动机。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明所提供的油气分离滤清器，来自于发动机的机油通过驱动机油通道的机油入口进入到一级稳压区进行一次压力的稳定，然后通过加速区对机油进行一次加速，使机油具备更快的流速和更大的动能，接下来通过二级稳压区后最终通过喷嘴与驱动轮之间的喷射区，将机油喷射到驱动轮上，推动驱动轮进行旋转运动，通过增大机油喷向驱动轮的速度和压力，使滤芯转子获得稳定高速的运行状态。

本发明所提供的发动机，增大机油喷向驱动轮的速度和压力，使滤芯转子获得稳定高速的运行状态，满足排放标准。

本发明所提供的车辆，增大机油喷向驱动轮的速度和压力，使滤芯转子获得稳定高速的运行状态，满足排放标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中油气分离滤清器的装配示意图；

图2为本发明实施例中油气分离滤清器的爆炸示意图；

图3为本发明实施例中油气分离滤清器的剖视图；

图4为本发明实施例中底座的结构示意图；

图5为本发明实施例中驱动轮的结构示意图。

附图标记：

1、壳体；2、底座；3、滤芯转子；4、驱动机油通道；5、驱动轮；6、喷嘴；7、滤芯叠片总成；

11、进气口；12、出气口；13、加强筋；14、容纳腔；

21、回油口；22、密封圈；23、连接通孔；

31、滤清总成；

41、一级稳压区；42、加速区；43、二级稳压区；

51、轮本体；52、叶片；53、挡油板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

为了增大机油喷向驱动轮的速度和压力，使滤芯转子获得稳定高速的运行状态，本实施例提供一种油气分离滤清器，以下结合图1至图5对本实施例的具体内容进行详细描述。

如图1所示，油气分离滤清器包括壳体1、底座2、滤芯转子3和驱动机油通道4和驱动轮5，壳体1内设有容纳腔14。底座2内部中空，且壳体1密封扣设于底座2，且容纳腔14与底座2内部相互连通。壳体1的外侧壁上设置有加强筋13，壳体1的顶部设置有进气口11，侧壁上设置有出气口12，其中进气口11和出气口12均与容纳腔14连通。

滤芯转子3转动设置于壳体1内，在滤芯转子3的安装位置设置有轴承。滤芯转子3的第一端位于容纳腔14内，第一端安装有滤芯叠片总成7，滤芯转子3的第二端延伸至底座2内，第二端设置有驱动轮5。驱动机油通道4设置于底座2内，驱动机油通道4包括依次连通的一级稳压区41、加速区42和二级稳压区43，二级稳压区43远离加速区42的一端设置有喷嘴6，喷嘴6朝向驱动轮5。驱动轮5设置于滤芯转子3的第二端，驱动轮5包括轮本体51和周向间隔设置于轮本体51外环壁的多个叶片52，叶片52呈圆弧形结构，叶片52的弦长不小于喷嘴6内径的3.1倍，喷嘴6朝向叶片52的弧形内凹处，喷嘴6的喷射点与驱动轮5的中心之间的垂直距离为L1，驱动轮5的半径为R，其中L1与R的比值为0.1倍到1倍。驱动机油通道4喷射出的机油射向叶片52，叶片52接受这部分的能量后，从而带动滤芯转子3高速的运转，实现清洁燃机产生的曲轴箱气体的作用。

简而言之，本发明所提供的油气分离滤清器，来自于发动机的机油通过驱动机油通道4的机油入口进入到一级稳压区41进行一次压力的稳定，然后通过加速区42对机油进行一次加速，使机油具备更快的流速和更大的动能，接下来通过二级稳压区43后最终通过喷嘴6与驱动轮5之间的喷射区，将机油喷射到驱动轮5上，推动驱动轮5进行旋转运动，通过增大机油喷向驱动轮5的速度和压力，使滤芯转子3获得稳定高速的运行状态。

具体地，底座2的回油口21处设置有密封圈22和多个连接通孔23，便于底座2的密封安装。

本实施例涉及的是一种全新的驱动机油通道4和驱动轮5的结构，该驱动机油通道4内部利用特殊的过渡形式，达到加速机油喷射速度和压力的作用，但同时自身还具备较低流阻的特点。驱动轮5采用特殊的叶片形式，能承受来自于驱动机油的高温，高压带动上部的滤芯转子3高速运转。

具体地，在本实施例中，一级稳压区41的长度大于二级稳压区43的长度。

示例性地，驱动轮5采用轻量化设计，采用塑料或金属铝等材料制成。在驱动轮5上可以设计镂空结构，进一步减轻驱动轮5的重量，将驱动机油的动能尽可能多的转化为推动驱动轮5的机械旋转的动能。

进一步地，加速区42的长度为喷嘴6内径的2倍到4倍，喷嘴6距喷射到叶片52的位置之间的喷射区的长度L2,其中，L2的长度为喷嘴6内径的1.5倍到3.5倍。

进一步地，一级稳压区41和二级稳压区43的截面形状均为圆形。加速区42的截面形状为椭圆形。

进一步地，加速区42与一级稳压区41的过渡处以及加速区42和二级稳压区43的过渡处均倒圆角，降低流阻，降低驱动机油通道4对机油流动能量的影响，避免动能损失。

进一步地，当一级稳压区41的内径较大时，驱动机油通道4与底座2为一体化成型结构，降低整个油道的加工难度。当一级稳压区41的内径较小时，可以将驱动机油通道4做成分体式油道，一级稳压区41与底座2为一体化结构并作为主油道，加速区42和二级稳压区43为一体化结构并作为喷射副油道。

普通的驱动涡轮在承受从喷射口喷出的高压机油时，要么容易变形导致能量转换效率降低，要么不易加工，导致成本上升。

进一步地，轮本体51与叶片52为一体化结构，提高整体的结构强度，延长使用寿命。

进一步地，驱动轮5还包括挡油板53，挡油板53设置于轮本体51和叶片52的同一侧。具体地，挡油板53设置于轮本体51和叶片52的顶端，喷射出的机油射向叶片52后，由于顶端的挡油板53的阻挡，使驱动机油通道4喷射出的机油只能向下回流，不会向上与清洁后通过轴承的机油相互混流，保证清洁后的机油向下流通顺畅，有效提高清洁效率。

本实施例还提供了一种发动机，包括上述的油气分离滤清器。

本实施例还提供了一种车辆，该车辆包括上述的发动机。

本实施中油气分离滤清器的工作原理如下：

将来自曲轴箱的气体从壳体1顶部的进气口11进入到滤清器内部，经过滤芯叠片总成7的过滤后，过滤的气体从出气口12排出到大气(也可以重新进入发动机)，在机油通过驱动机油通道4后被加速冲击到驱动轮5，驱动轮5带动滤芯叠片总成7高速旋转形成的离心力的作用下，被分离出的机油沿着壳体1内壁往下流动，经过底部轴承间隙最终与底座2内回油口21的机油汇集到一起，从回油口21重新回到发动机，从而完成了对曲轴箱气体的过滤，实现了油气分离。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种油气分离滤清器，其特征在于，包括：

壳体(1)，内设有容纳腔(14)；

底座(2)，所述底座(2)内部中空，且所述壳体(1)密封扣设于所述底座(2)，且所述容纳腔(14)与所述底座(2)内部相互连通；

滤芯转子(3)，转动设置于所述壳体(1)内，所述滤芯转子(3)的第一端位于所述容纳腔(14)内，所述滤芯转子(3)的第二端延伸至所述底座(2)内，且所述第二端设置有驱动轮(5)；

驱动机油通道(4)，设置于所述底座(2)内，所述驱动机油通道(4)包括依次连通的一级稳压区(41)、加速区(42)和二级稳压区(43)，所述二级稳压区(43)远离所述加速区(42)的一端设置有喷嘴(6)；

驱动轮(5)，设置于所述滤芯转子(3)的第二端，所述驱动轮(5)包括轮本体(51)和周向间隔设置于所述轮本体(51)外环壁的多个叶片(52)，所述叶片(52)呈圆弧形结构，所述叶片(52)的弦长不小于所述喷嘴(6)内径的3.1倍，所述喷嘴(6)朝向所述叶片(52)的弧形内凹处，所述喷嘴(6)的喷射点与所述驱动轮(5)的中心之间的垂直距离为L1，所述驱动轮(5)的半径为R，其中L1与R的比值为0.1倍到1倍。

2.根据权利要求1所述的油气分离滤清器，其特征在于，所述加速区(42)的长度为所述喷嘴(6)内径的2倍到4倍，所述喷嘴(6)距喷射到所述叶片(52)的位置之间的喷射区的长度L2,其中，L2的长度为所述喷嘴(6)内径的1.5倍到3.5倍。

3.根据权利要求2所述的油气分离滤清器，其特征在于，所述一级稳压区(41)和所述二级稳压区(43)的截面形状均为圆形。

4.根据权利要求1所述的油气分离滤清器，其特征在于，所述加速区(42)的截面形状为椭圆形。

5.根据权利要求1所述的油气分离滤清器，其特征在于，所述加速区(42)与所述一级稳压区(41)的过渡处以及所述加速区(42)和所述二级稳压区(43)的过渡处均倒圆角。

6.根据权利要求1所述的油气分离滤清器，其特征在于，所述驱动机油通道(4)与所述底座(2)一体化成型。

7.根据权利要求1-6任一项所述的油气分离滤清器，其特征在于，所述轮本体(51)与所述叶片(52)为一体化结构。

8.根据权利要求7所述的油气分离滤清器，其特征在于，所述驱动轮(5)还包括挡油板(53)，所述挡油板(53)设置于所述轮本体(51)和所述叶片(52)的同一侧。

9.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的油气分离滤清器。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的发动机。

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