CN115596534A - 油气分离器和发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气分离器和发动机，属于油气分离器技术领域。该油气分离器包括：存储槽，以所述转轴总成的轴线为中心环形凹设于所述底隔板，所述存储槽与所述甩出通道连通；油水分离滤材，设置于所述存储槽内并将所述存储槽分隔为储油腔和储水腔；排水口，设置于所述存储槽的侧壁并与所述储水腔连通。本发明不但能将曲轴箱中的机油蒸汽进行拦截形成液体，起到油气分离的作用，还能将分离出的机油中的水进一步进行分离，起到油水分离的作用，最终达到了减少机油中水的含量，延长机油使用寿命，更好的保护发动机的目的。
Description
技术领域
本发明涉及油气分离器技术领域，尤其涉及一种油气分离器和发动机。
背景技术
现在曲轴箱通风系统的排放计入了整车排放测试项目，成为了排放的影响因素之一，因此曲轴箱通风滤清器(又称油气分离器)成为了几乎所有发动机的标配。
现有的油气分离器是将原曲轴箱通风系统中的机油蒸汽进行拦截并液化成机油分离出来重新回到发动机，但是在这个过程中曲轴箱气体中的水蒸气也会有少量被拦截液化成水，随同液化后的机油一同回到发动机。这一部分水会与发动机机油在发动机工作过程中形成机油乳化物，大大缩短了机油的更换保养周期，最终影响到机油的寿命和发动机的性能。该问题在天然气发动机，氢气发动机上表现尤其突出，而且在低温环境下更加的严重。
为此，亟需提供一种油气分离器和发动机以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油气分离器和发动机，不仅可以油气分离，还可以油水分离，降低过滤完机油中的含水量。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
油气分离器，包括壳体总成、底座总成、转轴总成、底隔板和出气腔总成，所述底座总成的内腔为回油腔，所述底隔板设置于所述壳体总成和所述底座总成之间，所述转轴总成设置有分离叶轮的一端通过轴承转动设置于所述底隔板，所述转轴总成设置有油气分离滤芯的一端转动设置于所述壳体总成的内腔，所述油气分离滤芯的外侧壁与所述壳体总成的内侧壁之间形成甩出通道，所述出气腔总成的底封板与所述底隔板之间形成空腔，还包括：
存储槽，以所述转轴总成的轴线为中心环形凹设于所述底隔板，所述存储槽与所述甩出通道连通；
油水分离滤材，设置于所述存储槽内并将所述存储槽分隔为储油腔和储水腔；
排水口，设置于所述存储槽的侧壁并与所述储水腔连通。
作为油气分离器的可选方案，所述存储槽的相对两内壁面分别设置有第一台阶面和第二台阶面，所述油水分离滤材贴附于所述第一台阶面和所述第二台阶面上。
作为油气分离器的可选方案，所述第一台阶面相对所述存储槽的槽底的高度等于所述第二台阶面相对所述存储槽的槽底的高度，且所述储油腔的纵截面呈梯形结构。
作为油气分离器的可选方案，所述第一台阶面相对所述存储槽槽底的高度大于所述第二台阶面相对所述存储槽槽底的高度。
作为油气分离器的可选方案，所述存储槽的槽口处设置有安装梁，所述出气腔总成的外周壁凸设有安装部，所述安装部采用紧固件安装在所述安装梁上，所述出气腔总成的外周壁抵接于所述底隔板的平端面。
作为油气分离器的可选方案，所述出气腔总成的外周壁贯通开设有流入孔，以使所述空腔与所述储油腔连通。
作为油气分离器的可选方案，所述出气腔总成的底封板凸设有若干个支撑凸点，若干个所述支撑凸点抵接于所述底隔板的平端面。
作为油气分离器的可选方案，所述底隔板凹设有避让部，所述避让部与所述底座总成的喷射通道的外壁面相扣合。
作为油气分离器的可选方案，所述底隔板与所述壳体总成的连接处设置有密封圈。
发动机，包括如上所述的油气分离器，壳体总成上设置有进气口和出气口，位于所述壳体总成内的出气腔总成与所述出气口连通，排水口的一端伸出底座总成，所述发动机的曲轴箱与所述进气口连通，所述发动机的油底壳与所述底座总成的回油口连通。
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器，在底隔板上凹设有环形的存储槽，底座总成内的喷射通道向分离叶轮喷出机油，使转子带动油气分离滤芯转动，初始进入壳体内的机油蒸汽经过转轴总成的油气分离滤芯的过滤，将液化后的机油和部分水离心甩落至甩出通道内并沿壳体总成的内壁面向下流动至底隔板的存储槽内，由于机油的密度小于水的密度出现分层，底层的水被存储槽下部的油水分离滤材吸收并经储水腔和排水口迅速流出，上层的机油因为油水分离滤材的阻拦无法向下流出，在储油腔的上部累积到达一定高度后再从底隔板与出气腔总成的底封板之间的空腔，经由轴承的间隙回到底座总成，最终回到发动机油底壳内参与后续工作。不但能将曲轴箱中的机油蒸汽进行拦截形成液体，起到油气分离的作用，还能将分离出的机油中的水进一步进行分离，起到油水分离的作用，最终达到了减少机油中水的含量，延长机油使用寿命，更好的保护发动机的目的。
本发明所提供的发动机，不但能将曲轴箱中的机油蒸汽进行过滤形成液体，起到油气分离的作用，还能将分离出的机油中的水进一步进行分离，起到油水分离的作用，降低机油中的含水量，延长发动机使用寿命的作用。
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器的正视图；
图2为本发明实施例中油气分离器的右视图；
图3为本发明实施例中油气分离器的第一视角爆炸示意图；
图4为本发明实施例中油气分离器的第二视角爆炸示意图
图5为本发明实施例中油气分离器的剖视图；
图6为图5中A处的局部放大图；
图7为本发明实施例中第一种存储槽的剖视图；
图8为本发明实施例中第二种存储槽的剖视图；
图9为本发明实施例中底隔板的结构示意图；
图10为图9中B处的局部放大图；
图11为本发明实施例中完成油气分离后机油的流动路径示意图；
图12为本发明实施例中完成油气分离后水的流动路径示意图。
附图标记：
1、壳体总成；2、底座总成；3、底隔板；4、转轴总成；5、轴承；6、出气腔总成；7、甩出通道；8、空腔；9、油水分离滤材；10、排水口；
11、进气口；12、出气口；
21、回油腔；22、喷射通道；23、回油口；24、过孔；
31、存储槽；311、第一台阶面；312、第二台阶面；32、储油腔；33、储水腔；34、安装梁；35、平端面；36、避让部；37、密封圈；
41、分离叶轮；42、轴承；43、油气分离滤芯；44、转子；
61、底封板；62、外周壁；63、安装部；64、紧固件；65、流入孔；66、支撑凸点。
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。
现有的油气分离器是将原曲轴箱通风系统中的机油蒸汽进行拦截并液化成机油分离出来重新回到发动机，但是在这个过程中曲轴箱气体中的水蒸气也会有少量被拦截液化成水，随同液化后的机油一同回到发动机。这一部分水会与发动机机油在发动机工作过程中形成机油乳化物，大大缩短了机油的更换保养周期，最终影响到机油的寿命和发动机的性能。该问题在天然气发动机，氢气发动机上表现尤其突出，而且在低温环境下更加的严重。
为了降低油气分离器过滤完后机油中的含水量，本实施例提供一种油气分离器，以下结合图1至图12对本实施例的具体内容进行详细描述。
如图1至图10所示，油气分离器包括壳体总成1、底座总成2、转轴总成4、底隔板3和出气腔总成6，底座总成2的内腔为回油腔21，底隔板3设置于壳体总成1和底座总成2之间，转轴总成4设置有分离叶轮41的一端通过轴承42转动设置于底隔板3，转轴总成4设置有油气分离滤芯43的一端转动设置于壳体总成1的内腔，油气分离滤芯43的外侧壁与壳体总成1的内侧壁之间形成甩出通道7，出气腔总成6的底封板61与底隔板3之间形成空腔8。油气分离器还包括存储槽31、油水分离滤材9和排水口10。其中存储槽31以转轴总成4的轴线为中心环形凹设于底隔板3，存储槽31与甩出通道7上下连通。油水分离滤材9设置于存储槽31内并将存储槽31分隔为储油腔32和储水腔33。排水口10设置于存储槽31的侧壁并与储水腔33连通。
简而言之，本发明所提供的油气分离器，在底隔板3上凹设有环形的存储槽31，底座总成2内的喷射通道22向分离叶轮41喷出机油，使转子44带动油气分离滤芯43转动，初始进入壳体内的机油蒸汽经过转轴总成4的油气分离滤芯43的过滤，将液化后的机油和部分水离心甩落至甩出通道7内并沿壳体总成1的内壁面向下流动至底隔板3的存储槽31内，由于机油的密度小于水的密度会出现分层，底层的水被存储槽31下部的油水分离滤材9吸收并经储水腔33和排水口10迅速流出，上层的机油因为油水分离滤材9的阻拦无法向下流出，在储油腔32的上部累积到达一定高度后再从底隔板3与出气腔总成6的底封板61之间的空腔8，经由轴承42的间隙回到底座总成2，最终回到发动机油底壳内参与后续工作。如图11和图12所示，不但能将曲轴箱中的机油蒸汽进行拦截形成液体，起到油气分离的作用，还能将分离出的机油中的水进一步进行分离，起到油水分离的作用，最终减少机油中水的含量，延长机油使用寿命，更好的保护发动机。
进一步地，如图6和图7所示，存储槽31的相对两内壁面分别设置有第一台阶面311和第二台阶面312，油水分离滤材9贴附于第一台阶面311和第二台阶面312上。通过增设第一台阶面311和第二台阶面312便于安装放置油水分离滤材9。
在一些应用场景中，如图6所示，第一台阶面311相对存储槽31的槽底的高度等于第二台阶面312相对存储槽31的槽底的高度，且储油腔32的纵截面呈梯形结构。利用倒置后的梯形结构，使油水分离滤材9相对存储槽31越下移越安装牢固。
在一些应用场景中，如图8所示，第一台阶面311相对存储槽31槽底的高度大于第二台阶面312相对存储槽31槽底的高度，油水分离滤材9倾斜设置于第一台阶面311和第二台阶面312上，一方面使图5中的储油腔32左侧的深度大于右侧的深度，沿壳体总成1留下的油水优先进入储油腔32深度较深的左侧，便于油水分层，分层后的机油再漂浮到储油腔32深度较浅的右侧，并从储油腔32的右侧流入空腔8进入轴承42的间隙内；另一方面增大油水分离滤材9与油水的接触面积，加快油水分离滤材9的分离速度。
进一步地，如图9所示，存储槽31的槽口处设置有安装梁34，出气腔总成6的外周壁62凸设有安装部63，安装部63采用紧固件64安装在安装梁34上，出气腔总成6的外周壁62抵接于底隔板3的平端面35。具体地，存储槽31的槽口处设置有多个安装梁34，便于将出气腔总成6安装到底隔板3上。
进一步地，如图3和图4所示，出气腔总成6的外周壁62贯通开设有流入孔65，以使空腔8与储油腔32连通。具有地，出气腔总成6的外周壁62周向间隔设置有多个流入孔65。在本实施例中，流入孔65为矩形。在其他实施例中，流入孔65还可以是圆形或异形孔等，在此不做过多限制。
可选地，在其他应用场景中，可以在平端面35凹设导流槽，导流槽的一端与储油腔32连通，导流槽的一端与轴承42的安装处连通，使储油腔32内累积的机油通过导流槽流道轴承42的安装处。
进一步地，如图4所示，出气腔总成6的底封板61凸设有若干个支撑凸点66，若干个支撑凸点66抵接于底隔板3的平端面35。通过在底封板61靠近平端面35的一侧设置多个支撑凸点66，用于辅助支撑出气腔总成6。
进一步地，底隔板3凹设有避让部36，避让部36与底座总成2的喷射通道22的外壁面相扣合，一方面便于底隔板3与底座总成2的装配，另一方面避免底隔板3与喷射通道22的外壁面发生结构干涉。更进一步地，第一台阶面311和第二台阶面312高度均小于避让部36的凸起高度，因此，油水分离滤材9为带有缺口的非完整的环形结构。
在本实施例中，油水分离滤材9采用亲水疏油材料制成，油水分离滤材9表面设置有多个起伏的折角边，增大油水与油水分离滤材9的接触面积，加快油水分离滤材9的过滤速度。
进一步地，如图4和图5所示，底隔板3与壳体总成1的连接处设置有密封圈37。具体地，在壳体总成1的下端开口处设置有限位槽，密封圈37安装于限位槽内，通过增设密封圈37提高底隔板3与壳体总成1连接处的密封性。
本实施例还提供了一种发动机，该发动机包括油气分离器，壳体总成1上设置有进气口11和出气口12，位于壳体总成1内的出气腔总成6与出气口12连通，排水口10的一端通过过孔24伸出底座总成2，发动机的曲轴箱与进气口11连通，发动机的油底壳与底座总成2的回油口23连通。不但能将曲轴箱中的机油蒸汽进行过滤形成液体，起到油气分离的作用，还能将分离出的机油中的水进一步进行分离，起到油水分离的作用，降低机油中的含水量，延长发动机使用寿命。
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.油气分离器，包括壳体总成(1)、底座总成(2)、转轴总成(4)、底隔板(3)和出气腔总成(6)，所述底座总成(2)的内腔为回油腔(21)，所述底隔板(3)设置于所述壳体总成(1)和所述底座总成(2)之间，所述转轴总成(4)设置有分离叶轮(41)的一端通过轴承(42)转动设置于所述底隔板(3)，所述转轴总成(4)设置有油气分离滤芯(43)的一端转动设置于所述壳体总成(1)的内腔，所述油气分离滤芯(43)的外侧壁与所述壳体总成(1)的内侧壁之间形成甩出通道(7)，所述出气腔总成(6)的底封板(61)与所述底隔板(3)之间形成空腔(8)，其特征在于，还包括：
存储槽(31)，以所述转轴总成(4)的轴线为中心环形凹设于所述底隔板(3)，所述存储槽(31)与所述甩出通道(7)连通；
油水分离滤材(9)，设置于所述存储槽(31)内并将所述存储槽(31)分隔为储油腔(32)和储水腔(33)；
排水口(10)，设置于所述存储槽(31)的侧壁并与所述储水腔(33)连通。
2.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述存储槽(31)的相对两内壁面分别设置有第一台阶面(311)和第二台阶面(312)，所述油水分离滤材(9)贴附于所述第一台阶面(311)和所述第二台阶面(312)上。
3.根据权利要求2所述的油气分离器，其特征在于，所述第一台阶面(311)相对所述存储槽(31)槽底的高度等于所述第二台阶面(312)相对所述存储槽(31)槽底的高度，且所述储油腔(32)的纵截面呈梯形结构。
4.根据权利要求2所述的油气分离器，其特征在于，所述第一台阶面(311)相对所述存储槽(31)的槽底的高度大于所述第二台阶面(312)相对所述存储槽(31)的槽底的高度。
5.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述存储槽(31)的槽口处设置有安装梁(34)，所述出气腔总成(6)的外周壁(62)凸设有安装部(63)，所述安装部(63)采用紧固件(64)安装在所述安装梁(34)上，所述出气腔总成(6)的外周壁(62)抵接于所述底隔板(3)的平端面(35)。
6.根据权利要求5所述的油气分离器，其特征在于，所述出气腔总成(6)的外周壁(62)贯通开设有流入孔(65)，以使所述空腔(8)与所述储油腔(32)连通。
7.根据权利要求5所述的油气分离器，其特征在于，所述出气腔总成(6)的底封板(61)凸设有若干个支撑凸点(66)，若干个所述支撑凸点(66)抵接于所述底隔板(3)的平端面(35)。
8.根据权利要求1-7任一项所述的油气分离器，其特征在于，所述底隔板(3)凹设有避让部(36)，所述避让部(36)与所述底座总成(2)的喷射通道(22)的外壁面相扣合。
9.根据权利要求1-7任一项所述的油气分离器，其特征在于，所述底隔板(3)与所述壳体总成(1)的连接处设置有密封圈(37)。
10.发动机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的油气分离器，壳体总成(1)上设置有进气口(11)和出气口(12)，位于所述壳体总成(1)内的出气腔总成(6)与所述出气口(12)连通，排水口(10)的一端伸出底座总成(2)，所述发动机的曲轴箱与所述进气口(11)连通，所述发动机的油底壳与所述底座总成(2)的回油口(23)连通。
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