CN213743597U - 油气分离器及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种油气分离器及发动机。该油气分离器包括：壳体；转筒，所述转筒位于所述壳体内部，所述转筒用于为混合气施加离心力；传动组件，所述传动组件包括第一传动件与第二传动件，所述转筒与所述第一传动件固定连接，所述第一传动件与所述第二传动件传动连接；传动轴，所述传动轴的第一端与所述第二传动件固定连接，所述传动轴的第二端用于连接皮带轮；皮带轮，所述皮带轮与所述传动轴的第二端固定连接。本实用新型还提供一种发动机，包括发动机机体、曲轴箱、油底壳以及上述的油气分离器。本实用新型提供的油气分离器，使用皮带轮进行驱动，不需要设置油管或气管，结构较为简单。

Description

油气分离器及发动机

技术领域

本实用新型实施例涉及发动机技术，尤其涉及一种油气分离器及发动机。

背景技术

油气分离器是发动机内部曲轴箱通风系统中的主要组成部分，用来分离曲轴箱排出气体中的机油，以避免气体与机油蒸发的油气混合在一起并同时溢出曲轴箱，对大气造成污染，油气分离器一般安装在发动机曲轴箱呼吸口或者废气管的部位。

现有技术中，油气分离器内部设置转筒，转筒的侧壁设置有出料口，在工作状态下，混合气进入到转筒的内部，此时转筒绕自身轴线旋转，混合气在离心力的作用下从转筒的出料口流出，混合气中质量大的油滴撞击到油气分离器的壳体内壁并顺着壳体的内壁流下从壳体的回油口排出；混合气中的气体从壳体的出气口排出。其中，转筒由气体或机油进行驱动，即在转筒的端部设置涡轮，由高压气体或机油驱动涡轮旋转进而带动转筒沿自身轴线旋转。

然而，现有技术中需要在油气分离器上布置油管或气管将机油或气体导至涡轮，使得油气分离器的结构较为复杂。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种油气分离器及发动机，以解决现有的油气分离器需布置油管或者气管将机油或者气体导至涡轮，油气分离器结构较为复杂的问题。

根据本实用新型实施例的一方面，提供一种油气分离器，包括：

壳体；

转筒，所述转筒位于所述壳体内部，所述转筒用于为混合气施加离心力；

传动组件，所述传动组件包括第一传动件与第二传动件，所述转筒与所述第一传动件固定连接，所述第一传动件与所述第二传动件传动连接；

传动轴，所述传动轴的第一端与所述第二传动件固定连接，所述传动轴的第二端用于连接皮带轮；

皮带轮，所述皮带轮与所述传动轴的第二端固定连接。

在一种可选的实现方式中，所述传动轴的第一端形成为开口朝向所述转筒的安装槽，所述第二传动件嵌入所述安装槽中。通过上述设置，实现传动轴与第二传动件的稳定连接，传动轴转动时带动第二传动件与传动轴同步转动。

在一种可选的实现方式中，所述壳体的第一端设置有安装孔，所述安装孔的孔径小于所述安装槽的直径，所述传动轴的第二端由所述壳体的内部从所述壳体的安装孔伸出，所述皮带轮套装在所述传动轴的第二端并与所述传动轴固定连接。通过上述设置，可以使用传动轴第一端的安装槽起到限位的作用，避免传动轴从壳体内部脱出。

在一种可选的实现方式中，所述传动组件为行星齿轮副，所述第一传动件为太阳齿轮，所述第二传动件为齿圈，所述太阳齿轮与所述齿圈之间设置行星齿轮，所述行星齿轮分别与所述太阳齿轮以及所述齿圈啮合。通过上述设置可以稳定的对转筒进行加速，即转筒的转速大于传动轴的转速。

在一种可选的实现方式中，还包括第一油封与第二油封，所述第一油封与第二油封分别套设在所述转筒上，所述第一油封的外侧壁与所述壳体密封连接，所述第二油封的外侧壁与所述安装槽的内壁密封连接。通过上述设置实现密封，避免混合气从壳体的两端泄漏。

在一种可选的实现方式中，所述转筒的轴线平行于所述传动轴的轴线，所述转筒一端开口另一端封堵，所述转筒的封堵端朝向所述传动轴，所述第一传动件与所述转筒的封堵端固定连接，所述转筒的开口端与所述壳体的进气口连通，所述转筒的侧壁设置有出料口。通过上述设置，转筒转动时，转筒内部的混合气在离心力的作用下从转筒的出料口流出，混合气中的油滴撞击到壳体的内壁并从壳体的内壁流下，进而实现混合气中的气液分离。

在一种可选的实现方式中，还包括环形翅片，所述环形翅片位于所述壳体的内部并套设在所述转筒的外侧；所述环形翅片的数量为多个，多个所述环形翅片沿所述转筒的轴线方向间隔设置；所述转筒的出料口位于端部的两个所述环形翅片之间；所述环形翅片包括倾斜段与竖直段，所述倾斜段自所述转筒的轴线由内向外的往所述转筒的开口端方向延伸，所述竖直段位于所述倾斜段朝向所述转筒的开口端一侧。通过上述设置，可以提高混合气中气液分离的效率，即混合气在离心力的作用下进入相邻环形翅片之间，环形翅片设置有与混合气流向不同的倾斜段，使混合气中的油液附着到环形翅片表面并顺着环形翅片的表面向下流动。

在一种可选的实现方式中，所述壳体包括进气口、出气口与回油口，所述壳体的轴线沿水平方向设置，所述进气口与所述转筒的内部连通，所述出气口位于所述壳体的侧壁顶部，所述回油口位于所述壳体的侧壁底部。通过上述设置，混合气从壳体的进气口流入油气分离器内部，分离后的气体从壳体的出气口排出，分离后的油液可以从回油口流入油底壳。

在一种可选的实现方式中，所述皮带轮为多楔带轮，所述多楔带轮的周向设置有多个环形槽，多个所述环形槽沿所述多楔带轮的轴线方向间隔设置。通过上述设置，增大皮带与皮带轮的接触面积，提高皮带与皮带轮之间的摩擦力，提高皮带轮的传动能力。

根据本实用新型实施例的另一方面，提供一种发动机，包括发动机机体、曲轴箱、油底壳以及上述的油气分离器；

所述曲轴箱位于所述发动机机体内部，所述油底壳与所述油气分离器与所述发动机机体固定连接；

所述曲轴箱的废气管与所述油气分离器的进气口连通，所述油气分离器的回油口连通所述油底壳。

本领域技术人员能够理解的是，本实用新型的油气分离器包括：壳体、转筒、传动组件、传动轴与皮带轮。转筒位于壳体内部用于为混合气施加离心力，传动组件包括第一传动件与第二传动件，转筒与第一传动件固定连接，第一传动件与第二传动件传动连接。传动轴的第一端与第二传动件固定连接，传动轴的第二端用于连接皮带轮，皮带轮与传动轴的第二端固定连接。这样，转筒依靠皮带轮与传动组件进行驱动，油气分离器不需要设置油管与气管，在实现油气分离的基础上简化油气分离器的结构。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的油气分离器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的传动组件的结构示意图。

附图标记说明：

100-油气分离器；

110-壳体；

111-安装孔；

112-进气口；

113-出气口；

120-转筒；

121-出料口；

130-传动组件；

131-第一传动件；

132-第二传动件；

133-行星齿轮；

140-传动轴；

141-安装槽；

150-皮带轮；

151-环形槽；

161-第一油封；

162-第二油封；

170-环形翅片；

171-倾斜段；

172-竖直段。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其做出调整，以便适应具体的应用场合。

其次，需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构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实用新型的限制。

现有技术中，油气分离器内部设置转筒，转筒的侧壁设置有出料口。油气分离器在工作状态下，混合气进入到转筒的内部，此时，转筒绕自身的轴线旋转。混合气在离心力的作用下从转筒侧壁的出料口流出，混合气中质量大的油滴撞击到油气分离器的壳体内壁并顺着壳体的内壁流下从壳体的回油口排出；混合气中的气体从壳体的出气口排出。转筒由气体或机油进行驱动，具体而言，转筒的端部固定连接蜗轮，高压气体或机油推动蜗轮旋转进而带动转筒沿自身的轴线旋转。容易理解，使用气体或机油驱动转筒旋转需要在油气分离器上布置油管或气管将油液或气体引导至蜗轮，这样使得油气分离器的结构变得复杂。

经过反复思考与验证，发明人发现，如果使用皮带轮进行驱动，利用发动机前端的皮带轮系为皮带轮提供动力，并使用齿轮系增加转筒的转速。这样可以省去油气分离器上用于将油液或气体引导至蜗轮的油管或气管，简化油气分离器的结构，同时又能够使整机布置较为容易。

有鉴于此，发明人设计了一种油气分离器，包括壳体、转筒、传动组件、传动轴与皮带轮。其中，转筒位于壳体内部用于为混合气施加离心力。传动组件包括第一传动件与第二传动件，转筒与第一传动件固定连接，第一传动件与第二传动件传动连接。传动轴的第一端与第二传动件固定连接，传动轴的第二端与皮带轮固定连接。这样，可以利用发动机前端的皮带轮系为皮带轮提供动力，从而实现分离混合气中的油液与气体。相较于现有技术，驱动转筒沿自身轴线转动不需要设置油管与气管将机油或气体引导至与转筒固定连接的蜗轮，进而可以简化油气分离器的结构同时又能使整机布置较为容易。

实施例一

图1为本实施例提供的油气分离器的结构示意图；图2为本实施例提供的传动组件的结构示意图。

参见图1所示，本实施例提供的油气分离器100包括壳体110、转筒120、传动组件130与传动轴140。本领域技术人员能够理解的是，油气分离器100为发动机外围附件之一，又可以称之为呼吸器，用于分离曲轴箱排出气体中的机油，减少机油从曲轴箱呼吸口排放到发动机的机体外。

图1示出了，壳体110为筒形结构且壳体110的轴线可以沿水平方向布置，需要说明的是，这里的“筒形”当作广义理解，即“筒形”的横截面不限于圆形，且“筒形”的各横截面的尺寸可以相等或不等。壳体110包括进气口112、出气口113与回油口(图中未示出)。示例性地，进气口112、出气口113与回油口均为与壳体110内部连通的管状结构。其中进气口112位于壳体110的左端，出气口113位于壳体110的侧壁顶部，回油口位于壳体110的侧壁底部。较佳的，回油口位于壳体110侧壁底部的最低点，避免混合气分离后的油液在壳体110内部积存。

一种可能的实现方式，如图1所示，进气口112与壳体110采用分体式设计，即壳体110的主体左端设置开口，进气口112与连接板固定连接，连接板的外侧壁与壳体110的左端开口密封连接。示意性地，连接板可以采用涂抹密封胶或设置密封圈的方式与壳体110的主体左端开口密封连接。本领域技术人员可以根据实际需要选择连接板与壳体110的主体之间的连接方式。

本领域技术人员能够理解的是，通过将进气口112与壳体110采用分体式设计可以提高本实施例提供的油气分离器100的通用性，也即是说，油气分离器100可以通过更换不同的进气口112与不同的曲轴箱进行配合。

如图1所示，转筒120位于壳体110内部用于为混合气施加离心力，容易理解，转筒120为筒形结构且转筒120的轴线沿水平方向即图1中左右方向延伸。转筒120一端开口另一端封堵，示例性地，转筒120的左端为转筒120的开口端，转筒120的右端为转筒120的封堵端。转筒120的开口端与壳体110的进气口112连通，示例性地，壳体110的进气口112从转筒120的开口端伸入转筒120的内部，从而，壳体110进气口112流入的混合气可以直接进入到转筒120的内部。

一种可能的实现方式为，转筒120的侧壁设置有出料口121，出料口121的数量为多个，多个出料口121沿转筒120的周向方向均匀设置。示例性地，出料口121的形状为矩形，本领域技术人员也可以根据实际需要将出料口121设置成其他形状，本实施例对于出料口121的形状以及数量并不限制。

本领域技术人员能够理解的是，当转筒120沿自身轴线旋转时，为转筒120内部的混合气施加离心力，混合气中油滴的质量较大、离心力大，油滴在离心力的作用下从转筒120的出料口121流出撞击到壳体110的内壁，并顺着壳体110的内壁流下从壳体110的回流口排出。

如图1所示，转筒120的外部套设有多个环形翅片170，图1示出了，环形翅片170位于壳体110的内部。多个环形翅片170沿转筒120的轴线方向间隔设置，较佳的，相邻环形翅片170之间间距大小相等。本实施例对于环形翅片170的数量并不限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。图1示出了，转筒120的出料口121位于最左端的环形翅片170与最右端的环形翅片170之间，也即是说，混合气从转筒120的出料口121流出后进入到相邻环形翅片170之间的间距中。环形翅片170包括倾斜段171与竖直段172，倾斜段171自转筒120的轴线由内向外的往转筒120的开口端方向延伸，竖直段172位于倾斜段171朝向转筒120的开口端一侧。容易理解，倾斜段171的形状为锥形，竖直段172为与转筒120的轴线垂直的圆环，倾斜段171与竖直段172可以通过一次成型工艺制成一体件。

本领域技术人员能够理解的是，通过上述设置可以提高油气分离器100分离混合气的效果。具体而言，混合气从转筒120的出料口121流出后进入到相邻环形翅片170之间，混合气的流向与环形翅片170的倾斜段171延伸方向不同，故而混合气撞击到环形翅片170的表面，混合气中的油滴顺着环形翅片170的表面向下流动，混合气中的气体从相邻环形翅片170之间的间距流出。

较佳的，本实施例提供的油气分离器100还包括第一油封161与第二油封162，第一油封161套设在转筒120的左端，第二油封162套设在转筒120的右端。第一油封161的外侧壁与壳体110密封连接，第二油封162的外侧壁与安装槽141的内壁密封连接。需要说明的是，多个环形翅片170位于第一油封161与第二油封162之间。本实施例对于第一油封161与第二油封162的具体结构并不限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，或者，也可以选择市面上现有油封作为第一油封161与第二油封162。

本领域技术人员能够理解的是，通过设置第一油封161与第二油封162可以避免未分离完全的混合气发生泄漏。

如图1所示，转筒120的封堵端连接传动组件130，具体而言，传动组件130包括第一传动件131与第二传动件132，转筒120与第一传动件131固定连接，第一传动件131与第二传动件132传动连接。

示意性地，第一传动件131与第二传动件132可以为带轮，第一传动件131与第二传动件132通过皮带传动。或者，第一传动件131与第二传动件132可以为相互啮合的齿轮。需要说明的是，第一传动件131的直径小于第二传动件132的直径，从而使第一传动件131的转速大于第二传动件132的转速，转筒120与第一传动件131同轴设置，避免第一传动件131带动转筒120转动过程中发生偏心运动。

在一种可能的实现方式中，如图1-2所示，传动组件130为行星齿轮副，第一传动件131为太阳齿轮，太阳齿轮的左端面与转筒120的封堵端固定连接，示意性地，太阳齿轮可以通过螺栓紧固或焊接的方式与转筒120固定连接。第二传动件132为齿圈，具体而言，第二传动件132为内齿圈。太阳齿轮与齿圈之间设置行星齿轮133，行星齿轮133分别与太阳齿轮以及齿圈啮合，容易理解，行星齿轮133的数量为多个，本领域技术人员可以根据实际需要设置行星齿轮133的具体数量。

容易理解，第一传动件131的直径小于第二传动件132的内径，当第二传动件132即内齿圈转动时，带动第一传动件131向相反方向转动，第一传动件131的转速大于第二传动件132的转速。本领域技术人员可以根据实际需要设置第一传动件131与第二传动件132的直径比进而获得第一传动件131与第二传动件132的转速比。

本领域技术人员能够理解的是，使用行星齿轮副作为传动组件130，不仅可以获得稳定的传动比而且节省安装空间。

如图1-2所示，传动轴140的第一端与第二传动件132固定连接、第二端与皮带轮150固定连接，示例性地，传动轴140的左端与第二传动件132固定连接，传动轴140的右端与皮带轮150固定连接。一种可能的实现方式，传动轴140的轴线与转筒120的轴线平行，较佳的，传动轴140与转筒120同轴设置。传动轴140的左端为开口朝向转筒120的安装槽141，即转筒120的封堵端朝向传动轴140，第二传动件132嵌入安装槽141中。本领域技术人员能够理解的是，通过上述设置，实现传动轴140与第二传动件132的稳定连接，传动轴140转动时带动第二传动件132与传动轴140同步转动。

较佳的，壳体110的第一端设置有安装孔111，安装孔111的孔径小于安装槽141的直径，传动轴140的第二端由壳体110的内部从壳体110的安装孔111伸出。本领域技术人员能够理解的是，通过上述设置可以使用安装槽141的壁面作为限位部，即安装槽141能够与安装孔111的边缘相抵，从而可以避免传动轴140的左端从安装槽141的内部脱出。

如图1所示，皮带轮150套装在传动轴140的右端并与传动轴140固定连接，示例性地，皮带轮150与传动轴140过盈连接。本实施例提供的油气分离器100，通过皮带轮150与传动组件130带动转筒120绕自身轴线转动，其中，皮带轮150可以通过发动机前端的皮带轮150系带动，与现有的油气分离器100相比，不需要设置油管或者气管，进而简化了油气分离器100的结构，同时能够优化发动机整机的布置。

较佳的，皮带轮150可以采用多楔带轮，具体而言，多楔带轮的周向设置有多个环形槽151，多个环形槽151沿多楔带轮的轴线方向间隔设置。本实施例对于环形槽151的深度并不限制，本领域技术人员可以根据细节需要进行设置。

通过将皮带轮150设置成多楔带轮，容易理解，多楔带轮与多楔带配合使用，通过上述设置，增大皮带与皮带轮150的接触面积，提高皮带与皮带轮150之间的摩擦力，提高皮带轮150的传动能力。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例还提供一种发动机，包括发动机机体、曲轴箱、油底壳以及实施例一中的油气分离器。

本实施例提供的发动机，曲轴箱位于发动机机体内部，油底壳位于发动机机体底部并与发动机机体固定连接。曲轴箱的废气管与油气分离器的进气口连通，油气分离器的回油口连通油底壳，从而实现油液的重复利用。

本实施例中的油气分离器与实施例一提供的油气分离器的结构相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照上述实施例的描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“上”、“下”(如果存在)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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“第一”、“第二”是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种油气分离器，其特征在于，包括：

壳体；

转筒，所述转筒位于所述壳体内部，所述转筒用于为混合气施加离心力；

传动组件，所述传动组件包括第一传动件与第二传动件，所述转筒与所述第一传动件固定连接，所述第一传动件与所述第二传动件传动连接；

传动轴，所述传动轴的第一端与所述第二传动件固定连接，所述传动轴的第二端用于连接皮带轮；

皮带轮，所述皮带轮与所述传动轴的第二端固定连接。

2.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述传动轴的第一端形成为开口朝向所述转筒的安装槽，所述第二传动件嵌入所述安装槽中。

3.根据权利要求2所述的油气分离器，其特征在于，所述壳体的第一端设置有安装孔，所述安装孔的孔径小于所述安装槽的直径，所述传动轴的第二端由所述壳体的内部从所述壳体的安装孔伸出，所述皮带轮套装在所述传动轴的第二端并与所述传动轴固定连接。

4.根据权利要求3所述的油气分离器，其特征在于，所述传动组件为行星齿轮副，所述第一传动件为太阳齿轮，所述第二传动件为齿圈，所述太阳齿轮与所述齿圈之间设置行星齿轮，所述行星齿轮分别与所述太阳齿轮以及所述齿圈啮合。

5.根据权利要求2所述的油气分离器，其特征在于，还包括第一油封与第二油封，所述第一油封与第二油封分别套设在所述转筒上，所述第一油封的外侧壁与所述壳体密封连接，所述第二油封的外侧壁与所述安装槽的内壁密封连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的油气分离器，其特征在于，所述转筒的轴线平行于所述传动轴的轴线，所述转筒一端开口另一端封堵，所述转筒的封堵端朝向所述传动轴，所述第一传动件与所述转筒的封堵端固定连接，所述转筒的开口端与所述壳体的进气口连通，所述转筒的侧壁设置有出料口。

7.根据权利要求6所述的油气分离器，其特征在于，还包括环形翅片，所述环形翅片位于所述壳体的内部并套设在所述转筒的外侧；所述环形翅片的数量为多个，多个所述环形翅片沿所述转筒的轴线方向间隔设置；所述转筒的出料口位于端部的两个所述环形翅片之间；所述环形翅片包括倾斜段与竖直段，所述倾斜段自所述转筒的轴线由内向外的往所述转筒的开口端方向延伸，所述竖直段位于所述倾斜段朝向所述转筒的开口端一侧。

8.根据权利要求1-5任一项所述的油气分离器，其特征在于，所述壳体包括进气口、出气口与回油口，所述壳体的轴线沿水平方向设置，所述进气口与所述转筒的内部连通，所述出气口位于所述壳体的侧壁顶部，所述回油口位于所述壳体的侧壁底部。

9.根据权利要求1-5任一项所述的油气分离器，其特征在于，所述皮带轮为多楔带轮，所述多楔带轮的周向设置有多个环形槽，多个所述环形槽沿所述多楔带轮的轴线方向间隔设置。

10.一种发动机，其特征在于，包括发动机机体、曲轴箱、油底壳以及权利要求1至9任一项所述的油气分离器；

所述曲轴箱位于所述发动机机体内部，所述油底壳与所述油气分离器与所述发动机机体固定连接；

所述曲轴箱的废气管与所述油气分离器的进气口连通，所述油气分离器的回油口连通所述油底壳。

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