CN205101078U - 一种油气分离器及曲轴箱通风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种油气分离器及曲轴箱通风系统，涉及发动机技术领域，以解决现有的油气分离器分离效果差和油液倒灌的问题。所述油气分离器包括油气分离室、油液室、导流轮、油液增压轮和传动轴，油气分离室的侧壁上设置有切向油气进口，油气分离室的底壁上设置有第一回油口；油液室位于油气分离室的下方，油液室的顶壁上设置有进油口，进油口与第一回油口连通，油液室上还设置有第二回油口；导流轮设置于油气分离室内且位于油气进口下方，油液增压轮设置于油液室内，导流轮通过传动轴与油液增压轮连接；传动轴的上端伸出油气分离室，传动轴为下端封闭、上端开口的空心轴，空心轴上设置有导气口，且导气口位于导流轮下方。

Description

一种油气分离器及曲轴箱通风系统

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种油气分离器及曲轴箱通风系统。

背景技术

目前，发动机主要是依靠活塞的往复运动进行工作的，为了保证活塞顺利进行往复运动，活塞和气缸之间存在一定的配合间隙，因而发动机工作时，发动机燃烧室内的油气(由油液和废气组成)或多或少会从该缝隙进入曲轴箱内，造成窜气；如果窜气没有及时导出，发动机长时间工作将会导致曲轴箱内压力过大，导致漏气、漏油，并且对发动机的排放也会产生负面影响。

为了应对上述问题，目前常用的一种解决方案是在发动机中设置曲轴通风系统，曲轴通风系统的核心是油气分离器，利用油气分离器可以将进入曲轴箱内的油气分离，并使分离出的油回流到油底壳，分离出的气体重新进入燃烧室燃烧，从而能够降低曲轴箱内的压力以及减少发动机的污染物排放。

在现有的曲轴箱通风系统中，油气分离器通常为迷宫挡板式油气分离器、滤芯式油气分离器或旋风式油气分离器；其中，迷宫挡板式油气分离器主要利用碰撞的方式，油气中油液与挡板碰撞后在挡板上沉积，达到油气分离的效果，但随着油气流速的减慢，导致其油气分离效果较差。滤芯式油气分离器主要利用过滤元件过滤油气，达到油气分离的目的，但因过滤元件的过滤性能有限，因此其分离效果较差，而且需要经常更换滤网。旋风式油气分离器是利用离心作用使油气分离，分离效果较好，但进入旋风式油气分离器内的油气压损会随着曲轴箱内的窜气量成平方地增加，导致出现油液倒灌问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种油气分离器，以解决现有的油气分离器分离效果差和油液倒灌的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种油气分离器，所述油气分离器包括油气分离室、油液室、导流轮、油液增压轮和传动轴，其中，

所述油气分离室的侧壁上设置有切向油气进口，所述油气分离室的底壁上设置有第一回油口和第一安装孔；

所述油液室位于所述油气分离室的下方，所述油液室的顶壁上设置有进油口和第二安装孔，所述进油口与所述第一回油口连通，所述第二安装孔与第一安装孔正对，所述油液室的底部还设置有第二回油口；

所述传动轴穿过所述第一安装孔和所述第二安装孔，且所述传动轴的下端位于所述油液室内、上端从所述油气分离室的顶壁伸出所述油气分离室；所述导流轮安装在所述传动轴位于所述油气分离室内的轴段上，且所述导流轮位于所述油气进口下方，所述油液增压轮安装在所述传动轴位于所述油液室内的轴段上；

所述传动轴为下端封闭、上端开口的空心轴，所述空心轴位于油气分离室内的轴段上设置有导气口，且所述导气口位于所述导流轮下方。

进一步的，所述油气分离器中，所述油气分离室的侧壁的纵截面形状为子弹头状或圆台状。

进一步的，在所述油气进口和所述导流轮之间，所述油气分离室的侧壁内侧设置有与所述油气进口连通的螺旋气道。

进一步的，所述油气分离室内还设置有与所述油气分离室的底壁相对的隔板，所述隔板位于所述导流轮的下方且位于所述导气口的上方，所述隔板上设置有供分离出的气体通过的通孔和供所述传动轴穿过的轴孔。

进一步的，所述油气分离器中，所述油气分离室的底壁和所述油液室的顶壁为一体结构，所述第一回油口和所述进油口重合，所述第一安装孔与所述第二安装孔重合。

进一步的，所述油气分离器中，所述第一安装孔和所述第一回油口重合。

进一步的，所述油气分离器中，所述空心轴上设置有多排所述导气口，且多排所述导气口沿所述空心轴的圆周方向均匀分布。

进一步的，所述油气分离器中，在所述导气口和所述空心轴的开口之间，所述空心轴上设置有单向阀。

进一步的，所述油气分离器中，所述导流轮包括周向排列的多个叶浆，每个所述叶浆的油气冲击面上均设置有至少一个气流导向槽。

相对于现有技术，本实用新型所述的油气分离器具有以下优势：

在本实用新型中，由于油气进口沿油气分离室的侧壁切向设置，以及油气分离室内设置有导流轮，因此，当油气从油气进口进入到油气分离室内后会形成旋转气流，由于油气中的油液和气体的惯性不同，因此旋转的油气在离心力的作用下，完成油气的一次分离；未完全分离的油气继续旋转下移，当下移至导流轮位置时油气冲击导流轮，推动导流轮转动，冲击在导流轮的叶浆上油气中，油液因叶浆的阻挡会在叶浆上沉积，完成油气完成二次分离。在上述两次油气分离过程中分离出的气体继续旋转下移，由于连接导流轮和油液增压轮的传动轴为空心轴，且在传动轴上设置有导气口，因此分离出的气体通过导气口进入传动轴内，并通过传动轴的上端开口排到油气分离室外。在上述两次油气分离过程中分离出的油液在离心力的作用下被甩到油气分离室的侧壁上，并在自身重力作用下沿油气分离室的侧壁下流，最终进入与油气分离室连通的油液室，由于油液增压轮和导流轮通过传动轴连接，因此当导流轮转动时会带动油液增压轮转动，从而可以对油液室内的油液加压，使油液室内的油液顺利流到油底壳中，防止油液倒灌。

综上，本实用新型提供的油气分离器具有迷宫挡板式油气分离器和旋风式油气分离器的优点，因此在进行油气分离时，利用离心力作用和导流轮的叶浆的阻挡作用，可以对油气进行二次分离，与现有技术中的迷宫挡板式油气分离器或旋风式油气分离器仅能进行一次分离相比，采用本实用新型提供的油气分离器进行油气分离时，分离效果明显提高；同时，汇积在油液室内的油液在油液增压轮的加压作用下，可以顺利地通过第二回油口流到油底壳中，从而能够避免油液倒灌问题出现。

本实用新型的另一目的在于提出一种曲轴箱通风系统，以解决现有的油气分离器分离效果差和油液倒灌的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种曲轴箱通风系统，所述曲轴箱通风系统中设置有上述技术方案所述的油气分离器。

相对于现有技术，本实用新型所述的曲轴箱通风系统具有以下优势：所述曲轴箱通风系统与上述油气分离器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的油气分离器的截面图；

图2为图1中油气分离器的否俯视图；

图3为油气在图1中的油气分离室内的流向图；

图4为图1中导流轮、油液增压轮之间的连接关系图；

图5为图1和图4中的导流轮的结构示意图。

附图标记说明：

10-油气分离室，11-油气进口，

12-隔板，13-第一回油口，

14-螺旋气道，20-油液室，

21-第二回油口，30-导流轮，

31-叶浆，32-气流导向槽，

40-油液增压轮，50-传动轴，

51-导气口，52-单向阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请参考图1图2和图3，本实用新型实施例提供的油气分离器包括：油气分离室10、油液室20、导流轮30、油液增压轮40和传动轴50，其中，油气分离室10的顶壁上设置有顶壁轴孔，油气分离室10的侧壁上设置有切向油气进口11，油气分离室10的底壁上设置有第一回油口13和第一安装孔，第一安装孔与所述顶壁轴孔正对。

油液室20位于油气分离室10的下方，使得油液利用自身的重力即可流入油液室20内，方便油液室20接收从油气分离室10的第一回油口13流出的油液；油液室20的顶壁上设置有进油口和第二安装孔，进油口与第一回油口13连通，第二安装孔与第一安装孔正对，油液室20的底部还设置有第二回油口21，具体地，第二回油口21可以设置在油液室20的底壁上，也可以设置在油液室20的侧壁且靠近底壁的位置，还可以设置在油液室20的侧壁和底壁的交接处。

传动轴50穿过第一安装孔和第二安装孔，且传动轴50的下端位于油液室20内，上端从油气分离室10的顶壁轴孔伸出油气分离室10；导流轮30安装在传动轴50位于油气分离室10内的轴段上，且导流轮30位于油气进口11下方，油液增压轮40安装在传动轴50位于油液室20内的轴段上。其中，导流轮30和油液增压轮40均固定安装在传动轴50上，因此当导流轮30转动时，传动轴50也随之转动，传动轴50转动也会带动油液增压轮40转动。

当发动机运转工作时，在上述油气分离器的油气进口11和气体出口12处会分别形成负压(油气进口11处的负压大于气体出口12处的负压)，因此曲轴箱内的油气(窜气)会在压力的作用下通过油气进口11进入油气分离室10内。由于油气进口11沿油气分离室10的侧壁的切向设置，因此，进入油气分离室10内的油气会做旋转运动，形成旋转气流，油气的旋转轨迹如图3中线条A所示，由于油气中的油液和气体的惯性不同，因此油气在做旋转运动时，在离心力的作用下油液被甩到油气分离室10的侧壁上，实现一次油气分离。未完全分离的油气在油气分离室10继续旋转下移，当下移到导流轮30位置时，旋转的油气会冲击导流轮30，推动导流轮30转动，油气在推动导流轮30转动时，冲击在导流轮30的叶浆上的油气受到叶浆的阻挡，油气中的油液被叶浆捕获并在叶浆上沉积，这些油液在随叶浆转动时在离心力作用下也会被甩到油气分离室10的侧壁上，完成油气的二次分离。在上述油气分离过程中，被甩到油气分离室10的侧壁上的油液会在自身重力作用下沉降，并通过设于油气分离室10的底壁上的第一回油口13和设于油液室20的顶壁上的进油口进入油液室20，并在油液室20的底部汇积；由于传动轴50同时与导流轮30和油液增压轮40连接，因此导流轮30在油气的冲击下转动时，油液增压轮40也跟随导流轮30转动，油液增压轮40转动可以对汇积在油液室20的底部的油液加压，使汇积在油液室20的底部的油液通过第二回油口21顺利地流到油底壳中，防止油液倒灌。在上述油气分离过程中，分离出的气体在油气分离室10旋转下移，由于连接导流轮30和油液增压轮40的传动轴50为空心轴，且在传动轴50上设置有导气口51，因此分离出的气体通过导气口51进入传动轴50内，并通过传动轴50的上端开口排到油气分离室10外。

通过上述对油气分离器的使用过程的描述可知，本实施例提供的油气分离器具有迷宫挡板式油气分离器和旋风式油气分离器的优点，即油气进入油气分离室10内后，利用离心力作用和导流轮30的叶浆的阻挡作用，可以对油气进行二次分离，与现有技术中的迷宫挡板式油气分离器或旋风式油气分离器仅能进行一次分离相比，采用本实施例提供的油气分离器进行油气分离时，分离效果明显提高；同时，汇积在油液室20内的油液在油液增压轮40的加压作用下，可以顺利地通过第二回油口21流到油底壳中，从而能够避免油液倒灌问题出现。

需要补充说明的是，上述一次分离是指油气旋转时利用离心力作用进行油气分离的过程，二次分离是指油气旋转时利用导流轮30的叶浆的阻挡作用进行油气分离的过程，并不是对具体分离次数的限定。此外，如图2所示，从上往下俯视油气分离室10侧壁的横截面可以得出，油气分离室10侧壁的横截面形状为圆形，从而可以减小油气在油气分离室10内旋转时的阻力。

为了便于使被甩到油气分离室10的侧壁上的油液顺利沉降，在上述实施例中，优选将油气分离室10的侧壁倾斜设置，即油气分离室10的内径从上至下逐渐减小，具体地，油气分离室10的侧壁的纵截面形状为子弹头状或圆台状。例如，在图1中油气分离室10的侧壁的纵截面形状为子弹头状；当油气分离室10的形状为圆台状时，要求油气分离室10的上端内径大于下端内径。

在上述实施例中，油气进入油气分离室10内形成旋转气流主要是利用油气进口11沿油气分离室10的内壁切向设置，为了进一步提高油气形成的旋转气流的强度，在上述实施例的基础上，在油气分离室10的侧壁内侧设置有与油气进口11连通的螺旋气道14，且螺旋气道14位于油气进口11和导流轮30之间。具体地，螺旋气道14通常为在油气分离室10的侧壁内侧开设的沟槽，油气进口11可以与螺旋气道14的一端连通，也可以与螺旋气道14的中部连通，在图1所示实施例中，油气进口11与螺旋气道14的一端连通。

请继续参阅图1和图3，为了进一步提高油气分离效果，在上述实施例的基础上，油气分离室10内还设置有隔板12，隔板12位于导流轮30的下方且位于导气口51的上方，隔板12上设置有供分离出的气体通过的通孔和供所述传动轴50穿过的轴孔。隔板12固定在油气分离室10的侧壁上，隔板12可以与油气分离室10的底壁平行设置，也可以不平行；隔板12将油气分离室10进一步分成了位于上部的油气分离腔和位于下部的气体腔，使得位于隔板12上方油气旋转时间增长，从而可以进一步提高油气分离的效果。分离出气体可以通过进入到隔板12下方，分离出的油液可以沿油气分离室10的侧壁沉降。

在上述实施例中，油气分离室10和油液室20是两个独立的结构，但不限于此，油气分离室10和油液室20可以为一体结构，例如，请继续参考图3，油气分离室10的底壁和油液室20的顶壁为一体结构，第一回油口13和进油口重合，第一安装孔与第二安装孔重合。更加详细地说，油气分离室10的底壁和油液室20的顶壁共用一个壁板，在该壁板上第一回油口13和进油口重合、第一安装孔与第二安装孔重合。进一步地，第一安装孔和第一回油口13也重合，即第一回油口13同时充当第一回油口、进油口、第一安装孔和第二安装孔的功能，传动轴50穿过第一回油口13，油气分离室内汇积的油液通过第一回油口13、传动轴50之间的间隙流到油液室20中。

在上述实施例中，传动轴50上设置的导气口51可以是一个，也可以是多个。请参考图4，传动轴50上设置有多个导气口51，且多个导气口51分成多排，每排包括四个导气口51，且多排导气口51沿空心轴的圆周方向均匀分布。分离出的气体从各导气口51进入传动轴50内，并从传动轴50的上端开口排出。

请继续参考图1，为了防止分离出的气体倒流，在导气口51和空心轴的开口之间的空心轴上设置有单向阀52，由于单向阀52只能单向导通，因此通过空心轴排出的气体(分离出的气体)不会倒流。

请参考图4和图5，为了增加油气对导流轮30的推动力，优选地，在导流轮30的叶浆31的油气冲击面上设置有气流导向槽32。具体地，导流轮30包括周向排列的多个叶浆31，每个叶浆31的油气冲击面上均设置有至少一个气流导向槽32。通过在叶浆31的油气冲击面上设置气流导向槽32，能够使油气气流进行疏导，从而能够增加油气对导流轮30的推动力。本文所述的油气冲击面为叶浆31上与油气旋转方向相对的面，即叶浆31上沉积有油液的面。值得一提的是，在油液增压轮40的叶浆上也可以设有气流导向槽，用以增加油液增压轮40的加压效果，防止油液倒灌。油液增压轮40上的气流导向槽设置方式与导流轮30上的气流导向槽32设置方式基本相同，故不再赘述。

本实用新型实施例还提供了一种曲轴箱通风系统，曲轴箱通风系统中设置有上述实施例所述的油气分离器。所述曲轴箱通风系统与上述油气分离器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油气分离器，其特征在于，所述油气分离器包括油气分离室(10)、油液室(20)、导流轮(30)、油液增压轮(40)和传动轴(50)，其中，

所述油气分离室(10)的侧壁上设置有切向油气进口(11)，所述油气分离室(10)的底壁上设置有第一回油口(13)和第一安装孔；

所述油液室(20)位于所述油气分离室(10)的下方，所述油液室(20)的顶壁上设置有进油口和第二安装孔，所述进油口与所述第一回油口(13)连通，所述第二安装孔与第一安装孔正对，所述油液室(20)的底部还设置有第二回油口(21)；

所述传动轴(50)穿过所述第一安装孔和所述第二安装孔，且所述传动轴(50)的下端位于所述油液室(20)内、上端从所述油气分离室(10)的顶壁伸出所述油气分离室(10)；所述导流轮(30)安装在所述传动轴(50)位于所述油气分离室(10)内的轴段上，且所述导流轮(30)位于所述油气进口(11)下方，所述油液增压轮(40)安装在所述传动轴(50)位于所述油液室(20)内的轴段上；

所述传动轴(50)为下端封闭、上端开口的空心轴，所述空心轴位于油气分离室(10)内的轴段上设置有导气口(51)，且所述导气口(51)位于所述导流轮(30)下方。

2.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述油气分离室(10)的侧壁的纵截面形状为子弹头状或圆台状。

3.根据权利要求2所述的油气分离器，其特征在于，在所述油气进口(11)和所述导流轮(30)之间，所述油气分离室(10)的侧壁内侧设置有与所述油气进口(11)连通的螺旋气道(14)。

4.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述油气分离室(10)内还设置有隔板(12)，所述隔板(12)位于所述导流轮(30)的下方且位于所述导气口(51)的上方，所述隔板(12)上设置有供分离出的气体通过的通孔和供所述传动轴(50)穿过的轴孔。

5.根据权利要求1-4任一所述的油气分离器，其特征在于，所述油气分离室(10)的底壁和所述油液室(20)的顶壁为一体结构，所述第一回油口(13)和所述进油口重合，所述第一安装孔与所述第二安装孔重合。

6.根据权利要求5所述的油气分离器，其特征在于，所述第一安装孔和所述第一回油口重合。

7.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述空心轴上设置有多排所述导气口(51)，且多排所述导气口(51)沿所述空心轴的圆周方向均匀分布。

8.根据权利要求7所述的油气分离器，其特征在于，在所述导气口(51)和所述空心轴的开口之间，所述空心轴上设置有单向阀(52)。

9.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述导流轮(30)包括周向排列的多个叶浆(31)，每个所述叶浆(31)的油气冲击面上均设置有至少一个气流导向槽(32)。

10.一种曲轴箱通风系统，其特征在于，所述曲轴箱通风系统中设置有如权利要求1-9任一所述的油气分离器。