CN209083363U - 用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，涉及发动机曲轴箱通风系统领域，技术方案为，该油气分离器由粗滤、半精滤、精滤、扁口回油结构、单向回油阀及储油结构、PCV阀等结构组成，粗滤为下盖板和中间板配合形成的腔体，半精滤为半精滤孔板和半精滤对应的柱状挡板组成，精滤为精滤孔板和精滤对应的柱状板组成，PCV阀为普通的橡胶材质油气分离器PCV阀，这款用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器能够极大提高分离效率，进而达到降低机油消耗和降低排放的目的。

Description

用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机曲轴箱领域，特别地，涉及一种用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器。

背景技术

发动机曲轴箱窜气会导致燃油蒸气和水蒸气凝结，从而使机油变质，污染发动机零部件。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，易产生各结合部漏气、漏油的现象。同时，发动机功率随窜气量的增大而下降，油耗量随窜气量的增大而上升。因此，要减少和避免这些不利影响，必须采用曲轴箱通风系统，将发动机窜气送回到进气管并与新鲜混合气一起进入气缸内燃烧。而由于窜气中带有机油颗粒，机油不能完全燃烧，因而会对排放产生负面影响。因此，必须采用油气分离器对曲轴箱通风系统内的窜气进行油气分离处理。

孔板式油气分离器利用惯性撞击原理将曲轴箱窜气中的机油颗粒从气流中分离出来，分离出来的机油重新回到油底壳，而让干净的空气进入进气管参与燃烧。因此，油气分离器减小了发动机机油的消耗，同时也减小了排放，对于发动机排放性能的提高起到了重要的作用。

在发动机运转时，曲轴箱内的窜气量会有较大幅度的差异，窜气中机油的携带量也会有较大幅度的差异；窜气量的大小差异决定了关键部位气流速度的大小，而气流速度的大小则会对机油颗粒的分离效率产生重要影响；同时，窜气量的大小差异也会对整个油气分离系统的压降产生重要影响。所以，要使得油气分离器在发动机各个转速负荷工况下都拥有理想的分离效率、良好的压降性能是较困难的。

此外，由于油气分离器的出口是接到涡轮增压器前端，涡轮增压器前端的负压值随发动机转速负荷工况变动的范围很大。为了保证曲轴箱内部的压力处于一个合理的负压区间，需要对油气分离器的出口端压力进行调节。

因此，设计简单有效的油气分离器，降低曲轴箱通风系统窜出机油量，同时保证最小化的压力损失将是一个挑战，有助于提高发动机的排放性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是减小发动机窜气携带机油颗粒进入发动机进气系统的质量，特提供了一种用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，有效降低曲轴箱窜气内机油颗粒进入进气系统的数量，同时保证最小化的压力损失以使曲轴箱压力处于合理负压水平，保障发动机的正常工作。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，具有油气分离器主体，还包括:

精滤组件，用于捕获直径范围为0.5-1微米的机油颗粒；

半精滤组件，用于捕获直径范围为1-10微米的机油颗粒；

粗滤结构，用于捕获直径范围为10微米以上的机油颗粒；

储油结构，用于存储精滤组件分离下来的机油；

扁口回油结构，用于将粗滤和半精滤分离下来的机油回流到缸盖上表面；

单向阀，用于在发动机运行时关闭回油通道，并于发动机停机时将储油结构中存储的机油回流到缸盖上表面；

PCV阀，用于调节出气口负压处于合理范围，防止出现抽吸效应而造成曲轴箱内负压超出标准；

出气管，用于将油气分离器与发动机增压器前端进行连接；

固定螺栓孔及密封橡胶条，用于将油气分离器固定于缸盖罩；

曲轴箱通风系统携带机油颗粒的窜出气体从油气分离器主体入口进入，依次经过粗滤、半精滤、精滤、PCV阀、以及出气管，从出口排出；在此期间，由于惯性离心力的作用，机油颗粒从气流中甩出并与壁面发生碰撞而实现与气体的分离。

优选的，所述油气分离器主体为位于上、中、下的三个铸造件焊接在一起形成的结构。

优选的，所述半精滤组件为位于所述铸造件上的半精滤柱状板，精滤组件为位于所述铸造件上的精滤柱状板，单向阀为单向回油阀。

优选的，所述粗滤结构主要由五块绕流板组成，所述绕流板的局部设置三角形凸起竖条。

优选的，所述半精滤组件的开孔为圆形锥孔，孔的前后端不倒角，与半精滤柱状板相互配合，开孔的出口端面与半精滤柱状板端面间隙根据窜气量适应性改变。

优选的，所述精滤组件的开孔为圆柱型孔，孔的前端倒角，与精滤柱状板相互配合，孔的出口端面与精滤柱状板端面间隙根据窜气量适应性改变。

优选的，所述储油结构的有效存储容积在结构边界允许的范围内增大。

优选的，所述扁口回油结构为上部较大空间、由一根较长较粗的通道向下连接于下部扁口结构，扁口结构为考虑到拔模角的锥形长方体。

优选的，还包括单向回油结构，所述的单向回油结构为单向回油阀卡接于储油空间下部伸出的一圆柱体；所述的圆柱体为一内部带有空心的回油通道，单向阀的卡接结构插入到圆柱体空心孔形成单向回油结构。

优选的，所述PCV阀组件主要由PCV橡胶膜片和阀盖、阀座管道组成。

综上所述，用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，该油气分离器布置在气缸盖上部，出口连接增压器前端的进气主管。该油气分离器是一种主要由上中下三个铸造件焊接在一起形成的结构，三个铸造件的配合使用，外加半精滤柱状板、精滤柱状板、单向回油阀、PCV阀分别形成了粗滤、半精滤、精滤组件、储油结构、扁口回油结构、单向回油结构、PCV阀组件等结构。

所述油气分离器包含一组扰流板结构作为粗滤结构、两组孔板和柱状挡板作为半精滤和精滤结构。携带机油颗粒的窜气，以一定的速度在粗滤扰流板件运动，由于离心力的不同，机油颗粒被甩出主流区域而与避免碰撞得以分离出来。跟随性更好的细小颗粒，则在半精滤和精滤孔板处加速到一定的速度，之后撞击特定结构的柱状孔板，形成强烈的切向速度，细小的机油颗粒得以撞击柱状挡板上面细小而且密集的柱状物而被分离出来。

孔板上开孔的尺寸、数量、及其分布，所设计柱状挡板的面积大小、柱状挡板上柱状物的高度、形状、分布，以及柱状挡板距离孔板的距离等，均可以改变以实现对特定窜气量和特定大小颗粒的良好分离。

本实用新型所述的曲轴箱通风系统油气分离器具有诸多优点：粗滤、半精滤、精滤设计，对粗大颗粒、中等大小颗粒、细小颗粒可以针对性的捕捉。粗滤和半精滤出分离出来的机油数量比较多，所以采用扁口回油及时排回到缸盖上端；精滤处分离出来的机油数量较少，存储在储存结构，可以增加储存结构的有效工作小时数。下层为粗滤、中间储油结构、上层为精滤的结构形式、紧凑高效，占用空间小，结构强度高。

而且，针对不同窜气量和不同机油携带量，可以改变设计孔板上开孔的尺寸、数量、及其分布，柱状挡板的面积大小、柱状挡板上柱状物的高度、形状、分布，以及柱状挡板距离孔板的距离，实现不同窜气量和不同机油携带量的工况下油气分离系统综合分离效率较高，而且整个系统的压降处于合理的范围。

此外，紧凑的主结构，有益于零件加工成型，也有益于保障整个部件的使用寿命。

本实用新型的其它优点由从属权利要求获得，其目的、特征等将在具体实施方式中描述得更加显著。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，在所有附图中相同作用的元件用相同的附图标记表示：

图1和图2为根据本实用新型的用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器的立体图；

图3为根据本实用新型的油气分离器爆炸图；

图4为根据本实用新型的油气分离器粗滤结构、粗滤回油结构；

图5为根据本实用新型的油气分离器半精滤结构、储油结构；

图6为根据本实用新型的油气分离器精滤结构、PCV阀；

图7为根据本实用新型的油气分离器半精滤结构的回油结构。

附图标记：1、油气分离器主体；11、粗滤结构件；111、粗滤结构的绕流板；112、粗滤结构的回油结构；12、半精滤结构件；121、半精滤结构的柱状挡板；122、半精滤结构的孔板及回油结构；132、半精滤结构的回油孔；13、精滤结构件（含储油结构、单向阀）；131、精滤结构的孔板；132、精滤结构的柱状挡板；133、储油结构上盖板的回油孔；134、储油结构单向阀；135、储油结构出油管；136、储油结构上盖板；137、储油结构支撑板；14、PCV阀；141、PCV阀盖；142、PCV阀橡胶膜片；143、PCV阀弹簧；144、PCV阀气体通道；15、回油扁口；2、气流方向。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。

图1至图7示出了用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器的示例，能有效降低曲轴箱窜气内机油颗粒进入进气系统的数量，同时保证最小化的压力损失以使曲轴箱压力处于合理负压水平，保障发动机的正常工作。

图1和2描述了该油气分离器的样式，示出了整体轮廓、进气口位置、出气口位置、回油扁口的位置。

图3表示的是该油气分离器的爆炸图。粗滤结构件11、单向阀134、半精滤结构件12、半精滤柱状挡板121、储油结构上盖板的回油孔133、精滤孔板131、精滤柱状挡板132、精滤结构件（含储油结构、单向阀）13、PCV阀14。粗滤结构件11和半精滤结构件12组合在一起形成粗滤的流体空间，由五块扰流板形成对气流的引导；半精滤结构件12和半精滤柱状挡板121形成半精滤结构；半精滤结构件12和储油结构上盖板136形成储油结构，存储下来的油，在发动机停机时经过单向阀134回流到缸盖上部；精滤孔板131和精滤柱状挡板132形成精滤结构；PCV阀盖141、PCV阀橡胶膜片142、PCV阀弹簧143和PCV阀气体通道共同形成PCV阀。

图4是处于整个油气分离器系统最下部的粗滤结构件11，粗滤结构内部设有五块扰流板111，在一侧设有三个粗滤回油结构112，回油扁口15一体铸造在粗滤结构11上面。携带大量机油颗粒的气流从入口进入粗滤结构后，在五块扰流板111的作用下，粗大颗粒的机油得以分离下来，并经三个粗滤回油结构112，要么从入口回到缸盖上方，要么经回油扁口回到缸盖上方。粗滤结构的存在，能够有效的处理质量占比较大的粗大颗粒，并且能够及时的经气体入口和回油扁口将分离下来的机油回流到缸盖上方，防止粗大机油颗粒，尤其是气流中携带的杂质对精滤结构造成不利影响。

图5示出了本实用新型的油气分离器半精滤结构12、储油结构。孔板和半精滤柱状板构成了半精滤结构。半精滤结构的孔数、孔径、孔板与柱状板的间距、柱状板的形状、柱状板的布置的调整都可以对分离效率和压降造成改变。储油结构135和储油结构盖板136封闭的空间构成了储油结构，存储下来的油可以经过单向阀134回到缸盖上方。由于134位橡胶结构的单向阀，只有机油颗粒在重力的作用下向下流动，而气体无法从下部空间进入储油结构，此结构可有效防止窜气。储油结构支撑板137，可以有效增强储油盖板的强度，防止储油盖板在高温和重力的作用下发生塌陷。

图6是本实用新型的油气分离器精滤结构立体图。精滤孔板131和精滤柱状板132共同组成精滤结构。精滤结构的孔数、孔径、孔板与柱状板的间距、柱状板的形状、柱状板的布置的调整都可以对分离效率和压降造成改变。PCV阀盖141、PCV阀橡胶膜片142、PCV阀弹簧143、PCV阀气体通道144共同组成了PCV阀。PCV阀弹簧的长度和刚度、PCV阀橡胶膜片的面积比都会对PCV阀的关闭压力造成影响，需要根据发动机进气系统压降的数据进行调整，以使PCV阀的关闭压力在合理范围。

图7根据本实用新型的油气分离器半精滤结构的回油结构122。在半精滤孔板周边设计了回油结构122，以及时的将分离下来的机油收集并经半精滤回油孔123回到粗滤结构。否则，如果机油经半精滤孔板回流到粗滤结构，则通过半精滤孔板的高速气流有可能会将部分回流的机油重新激励成小颗粒，小颗粒随气流进入精滤孔板。这对精滤孔板的分离性能，以及储油空间的存储能力回油较大的影响。所以该半精滤回油结构的设计可以有效的避免机油经半精滤孔板回流到粗滤结构。

按所示的实施方式中，本实用新型的精滤、半精滤和粗滤可以做适当的结构调整，当然需要综合考虑空间、窜气量等边界条件以及分离性能、压降等要求。

对于本实用新型所属技术应用领域的研究技术人员而言，上述实施方式示例可被改变或者修改。在不脱离本实用新型范围的情况下可以进行如前所述改变或者修改，本实用新型的范围仅由所附权利要求以限制。

当然，以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，具有油气分离器主体，其特征在于，还包括:

精滤组件，用于捕获直径范围为0.5-1微米的机油颗粒；

半精滤组件，用于捕获直径范围为1-10微米的机油颗粒；

粗滤结构，用于捕获直径范围为10微米以上的机油颗粒；

储油结构，用于存储精滤组件分离下来的机油；

扁口回油结构，用于将粗滤和半精滤分离下来的机油回流到缸盖上表面；

单向阀，用于在发动机运行时关闭回油通道，并于发动机停机时将储油结构中存储的机油回流到缸盖上表面；

PCV阀，用于调节出气口负压处于合理范围，防止出现抽吸效应而造成曲轴箱内负压超出标准；

出气管，用于将油气分离器与发动机增压器前端进行连接；

固定螺栓孔及密封橡胶条，用于将油气分离器固定于缸盖罩；

曲轴箱通风系统携带机油颗粒的窜出气体从油气分离器主体入口进入，依次经过粗滤、半精滤、精滤、PCV阀、以及出气管，从出口排出；在此期间，由于惯性离心力的作用，机油颗粒从气流中甩出并与壁面发生碰撞而实现与气体的分离。

2.如权利要求1所述的用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，其特征是，所述油气分离器主体为位于上、中、下的三个铸造件焊接在一起形成的结构。

3.如权利要求2所述的用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，其特征是，所述半精滤组件为位于所述铸造件上的半精滤柱状板，精滤组件为位于所述铸造件上的精滤柱状板，单向阀为单向回油阀。

4.如权利要求1所述的用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，其特征是，所述粗滤结构主要由五块绕流板组成，所述绕流板的局部设置三角形凸起竖条。

5.如权利要求3所述的用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，其特征是，所述半精滤组件的开孔为圆形锥孔，孔的前后端不倒角，与半精滤柱状板相互配合，开孔的出口端面与半精滤柱状板端面间隙根据窜气量适应性改变。

6.如权利要求3所述的用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，其特征是，所述精滤组件的开孔为圆柱型孔，孔的前端倒角，与精滤柱状板相互配合，孔的出口端面与精滤柱状板端面间隙根据窜气量适应性改变。

7.如权利要求3所述的用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，其特征是，所述储油结构上的储油空间的有效存储容积在结构边界允许的范围内增大。

8.如权利要求3所述的用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，其特征是，所述扁口回油结构为上部较大空间、由一根较长较粗的通道向下连接于下部扁口结构，扁口结构为考虑到拔模角的锥形长方体。

9.如权利要求3所述的用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，其特征是，还包括单向回油结构，所述的单向回油结构为单向回油阀卡接于储油空间下部伸出的一圆柱体；所述的圆柱体为一内部带有空心的回油通道，单向阀的卡接结构插入到圆柱体空心孔形成单向回油结构。

10.如权利要求3所述的用于国六发动机的闭式曲轴箱强制通风系统油气分离器，其特征是，所述PCV阀组件主要由PCV橡胶膜片和阀盖、阀座管道组成。