CN216198376U - 油气分离结构和油气分离器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及发动机领域，公开一种油气分离结构和油气分离器。油气分离结构，包括壳体、支撑板和阀体，支撑板设有导气孔，油气进气腔和油气分离腔通过导气孔连通；阀体包括挡板，挡板设有喷射孔，挡板设于支撑板的靠近油气分离腔的一侧且与支撑板弹性连接；当自油气进气腔通入的油气流量小于预设阈值时，挡板与支撑板抵接，通入的油气经导气孔、喷射孔进入油气分离腔；当自油气进气腔通入的油气流量大于等于预设阈值时，挡板与支撑板分离，在挡板与支撑板之间形成导流通道，通入的油气一部分经所述导气孔、喷射孔进入油气分离腔，另一部分经导流通道进入所述油气分离腔。该油气分离结构具有体积小，便于在缸盖罩内集成的优点。

Description

油气分离结构和油气分离器

技术领域

本申请涉及发动机技术领域，特别涉及一种油气分离结构和油气分离器。

背景技术

撞击毛毡式油气分离器，具有分离微小油滴的能力，其成本较低，是国六发动机油气分离器的主流设计方向，其中精分离结构是其核心技术，决定了油气分离器的分离效率和体积。现阶段，为防止曲轴箱压力超限，精分离结构常带有旁通阀，使精分离结构愈加复杂，同时全工况分离效率难以兼顾。为进一步降低成本，现在油气分离器常要求集成于气缸盖罩内，对精分离结构的体积提出很高的要求。目前现有油气分离结构在实现油气精分的情况下，往往存在体积大、无法在缸盖罩内集成的问题。

发明内容

本申请公开了一种油气分离结构和油气分离器，该油气分离结构在实现油气精分的基础上，具有体积小，便于在缸盖罩内集成的优点。

为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

一种油气分离结构，包括：

壳体，围设形成有容纳腔；

支撑板，设于所述容纳腔内，且将所述容纳腔分隔为油气进气腔和油气分离腔；所述支撑板设有导气孔，所述油气进气腔和所述油气分离腔通过所述导气孔连通；

阀体，包括挡板，所述挡板设有喷射孔，所述挡板设于所述支撑板的靠近所述油气分离腔的一侧且与所述支撑板弹性连接；

当自所述油气进气腔通入的油气流量小于预设阈值时，所述挡板与所述支撑板抵接，通入的油气经所述导气孔、所述喷射孔进入所述油气分离腔；

当自所述油气进气腔通入的油气流量大于等于预设阈值时，所述挡板与所述支撑板分离，在所述挡板与所述支撑板之间形成导流通道，通入的油气一部分经所述导气孔、所述喷射孔进入所述油气分离腔，另一部分经所述导流通道进入所述油气分离腔。

进一步地，所述支撑板设有安装孔，所述阀体包括与所述挡板连接的柱体，所述柱体通过所述安装孔与所述支撑板弹性连接。

进一步地，所述安装孔为通孔，所述柱体穿过所述安装孔，所述柱体的穿过所述安装孔的一端设有定位部，所述定位部与所述支撑板之间设有弹簧；

所述弹簧设有预紧力，当所述油气流量小于所述预设阈值时，所述挡板与所述支撑板在所述预紧力的作用下抵接；当所述油气流量大于等于所述预设阈值时，所述油气施加于所述挡板上的作用力使所述挡板克服所述预紧力向远离所述支撑板的方向运动并与所述支撑板分离。

进一步地，所述定位部包括与所述柱体轴向固定的固定件，所述固定件与所述弹簧之间设有垫圈。

进一步地，所述导气孔的总的孔径大于所述喷射孔的总孔径。

进一步地，所述油气分离腔内设有第一毛毡，所述第一毛毡与所述挡板叠层且分离设置。

进一步地，所述油气分离腔内还设有第二毛毡，所述第二毛毡设于所述支撑板和所述挡板的周侧，且与所述支撑板和所述挡板间隔设置。

进一步地，所述第二毛毡设于所述第一毛毡的周侧，且与所述第一毛毡间隔设置。

进一步地，所述壳体设有第一排气口，所述第一排气口设于所述油气分离腔的远离所述支撑板的一侧。

进一步地，所述壳体设有第二排气口，所述第二排气口设于所述油气分离腔的靠近所述支撑板的一侧。

本申请还提供一种油气分离器，该油气分离器包括本申请上述油气分离结构。

与现有技术相比，本申请技术方案产生的有益效果如下：

本申请提供的油气分离结构，通过支撑板与阀体间的弹性连接，实现不同油气流量下的分离方案，可兼顾高效、压力可调、结构紧凑、成本低的特点，同时满足体积小的要求，满足国六柴油机呼吸系统集成在缸盖罩内的设计要求。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种油气分离结构在低油气流量条件下的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种油气分离结构在高油气流量条件下的结构示意图。

10-壳体；101-油气进气腔；102-油气分离腔；20-支撑板；201-导气孔；30- 阀体；301-挡板；302-喷射孔；303-柱体；304-导流通道；40-定位部；401-固定件；402-垫圈；50-弹簧；61-第一毛毡；62-第二毛毡；63-垫板；64-第一排气口；65-第二排气口；66-连接轴。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请一种实施例油气分离结构在低油气流量下的结构示意图，图 2为本申请一种实施例油气分离结构在高油气流量下的结构示意图。如图1和图2所示，在本申请一种实施例中，该油气分离结构包括壳体10、支撑板20 以及阀体30。下面将结合图1和图2对该油气分离结构中的各个部件做详细描述。

壳体

如图1和图2所示，在本申请一种实施例中，壳体10围设形成有容纳腔，其中，该壳体10可为金属材料制成。壳体10可根据需要采用分体组装式结构，还可采用一体式结构，在此不做具体的限定。但为方便装配，在本申请一种优选实施例中，壳体10采用分体式组装结构。

支撑板

如图1和图2所示，在本申请一种实施例中，支撑板20设于壳体10形成的容纳腔内。该支撑板20将壳体形成的容纳腔分隔为油气进气腔101和油气分离腔102，其中，支撑板20上设有导气孔201，油气进气腔101和油气分离腔102之间可通过该导气孔201实现连通。

其中，导气孔201的数量至少为一个，优选实施例中，导气孔201的数量可为多个，例如可为2个、3个、4个、6个、8个或更多个，具体的导气孔201 的数量以及孔径可根据发动机的功率进行设定，在此不做具体的限定。

继续参照图1和图2，在本申请一种实施例中，该支撑板20上设有安装孔，以用于连接阀体30。在本申请一种实施例中，该安装孔可设于支撑板的中心位置，以使阀体30安装后保持受力均衡。

阀体

如图1和图2所示，阀体30设于壳体10形成的容纳腔内。其中，该阀体 30可包括挡板301，该挡板301设于支撑板20的靠近油气分离腔102的一侧且与支撑板20弹性连接。其中，该挡板301设于油气分离腔102内，且与支撑板30叠层设置。其中，挡板301设有喷射孔302，自油气进气腔101流入的油气经支撑板20的导气孔201后，经该喷射孔302进入油气分离腔102。

需要说明的是，挡板301上设置的喷射孔302的数量、喷射孔302的大小，可由油气分离器的分离效率决定，在此不做具体的限定。

继续参照图1和图2，在本申请一种实施例中，该阀体30还包括与挡板 301连接的柱体303，该柱体303可为方柱或圆柱，在此不做具体的限定。在阀体30与支撑板20连接时，可利用该柱体303与支撑板20的安装孔实现阀体30和支撑板20的弹性连接。具体的，作为一种示例性说明，柱体303可穿过安装孔进行连接，穿过安装孔的柱体303的一端可设置定位部40，通过在定位部40与支撑板20之间设置弹簧50实现阀体30和支撑板20的弹性连接。当在定位部40和支撑板20之间设置弹簧50时，弹簧50的一端可与定位部40 抵接，弹簧50的另一端可与支撑板20抵接，由此，该弹簧50可在阀体30和支撑板20之间产生一定的预紧力，在无外力作用时，该预紧力可是阀体30的挡板301与支撑板20抵接。

当油气流量小于预设阈值时，挡板301与支撑板20在弹簧50施加的预紧力的作用下抵接，此时，自油气进气腔101通入的油气经导气孔201、喷射孔 302进入油气分离腔102。当油气流量大于等于预设阈值时，油气施加于挡板 301上的作用力能够使挡板301克服弹簧50预紧力的作用向远离所述支撑板 20的方向运动，并使挡板301与支撑板20分离；此时，在挡板301与支撑板 20之间会形成导流通道304，自油气进气腔101通入的油气一部分经导气孔201、喷射孔302进入油气分离腔102，另一部分经导流通道304进入油气分离腔102。

其中，参照图1和图2，在本申请一种实施例中，定位部40包括固定件 401，该固定件401与柱体303固定连接，用于实现弹簧50的轴向定位。其中，该固定件401可为挡圈或固定帽。当固定件401为挡圈时，可在柱体303的相应位置设置定位槽，以将该挡圈安装与固定槽内；当固定件401为固定帽时，可将该固定帽设于柱体303的端部，与柱体303的端部固定连接。在本申请一种实施例中，固定件401还可包括垫圈402，该垫圈402可设于固定件401面向弹簧50的一侧。其中，固定件401和垫圈402可为分体式结构，也可为一体式结构，在此不做具体的限定。

其中，需要说明的是，弹簧50可根据油气分离器的分离效率和压力调节需要，设定合适的刚度、预压缩量及压缩回弹行程。另外，在本申请一种可选的实施例中，导气孔201的总的孔径大于喷射孔302的总孔径，以增加喷射到油气分离腔102内的油气的流速，提高分离效率。

继续参照图1和图2，在本申请一种实施例中，所述油气分离腔102内设有第一毛毡61，所述第一毛毡61与所述挡板301之间叠层设置，且第一毛毡 61和挡板301之间设有一定的间距。当油气从挡板301的喷射孔302流出后，可撞击到第一毛毡61上，利用第一毛毡61实现油气的分离。其中，第一毛毡 61的远离挡板301的一侧设有垫板63，第一毛毡61可与该垫板63固定连接。

在本申请另一种实施例中，挡板301和垫板63可通过连接轴66固定连接，第一毛毡61与垫板63固定连接。这样，当挡板301在远离或靠近支撑板20 的过程中，第一毛毡61和垫板63也向远离或靠近支撑板20的方向运动，以使挡板301和第一毛毡61之间的距离保持不变。

继续参照图1和图2，在本申请一种实施例中，所述油气分离腔102内还设有第二毛毡62，所述第二毛毡62设于所述支撑板20和所述挡板301的周侧，且与所述支撑板20和所述挡板301间隔设置。当油气流量较大时，挡板301 和支撑板20之间形成导流通道304，一部分油气沿导流通道304流通，该部分油气会撞击到第二毛毡62上实现油气分离。

其中，第二毛毡62可与壳体10的内壁固定连接。

在本申请一种实施例中，第二毛毡62还同时设于第一毛毡61的周侧，且与第一毛毡61间隔设置。这样，可充分提高油气与第二毛毡62的接触面积，同时，自第一毛毡61的边缘扩散的油气还可再利用第二毛毡62进行油气分离，提高分离效率。

继续参照图1和图2，在本申请一种实施例中，所述壳体10设有第一排气口64，所述第一排气口64设于所述油气分离腔102的远离所述支撑板20的一侧。以图1和图2中所示部分的相对位置为例，第一排气口64设于壳体10的底部，且可围绕垫板63设置。其中，第一排气口64的数量可为一个也可为多个，当第一排气口64的数量为多个时，多个第一排气口64之间可沿垫板63 的周向间隔设置。另外，第一排气口64还可为绕垫板63设置的环形结构的排气口。

继续参照图1和图2，在本申请一种实施例中，所述壳体10设有第二排气口65，所述第二排气口65设于所述油气分离腔102的靠近所述支撑板20的一侧。第二排气口65设于靠近支撑板20的一侧，以便于分离后的气体从顶部排出。

下面结合图1和图2对本申请实施例的油气分离结构的具体工作过程进行如下说明。

发动机曲轴箱内油气，经过油气分离器粗分离结构后，进入壳体10的油气进气腔101。油气通过导气孔201，将气体压力作用于挡板301上表面。发动机漏气量较小时，如图1所示，气体压力较小，不足以克服弹簧50的预紧力，油气直接通过阀体30的喷射孔302后，高速撞击到第一毛毡61上，油气中的微小油滴撞击到第一毛毡61的立体网状织构时被捕捉和聚集，最终形成较大油滴，在气体力和重力作用下从第一排气口64滴落至集油腔。

发动机漏气量较大时，如图2所示，气体压力较大，克服弹簧50的预紧力，阀体30开启，此时挡板301和支撑板20分离，形成导流通道304，气体压力越大，阀体30的开度越大。此时，一部分油气通过挡板301的喷射孔302，继续高速撞击到第一毛毡61，其余部分油气通过挡板301与支撑板20之间的导流通道304，高速撞击到第二毛毡62，实现全部油气的有效分离。

其中，油气被分离的同时，能量被第一毛毡61和第二毛毡62大量消耗，转化成分离后的气体，通过之后迅速扩大的气体通道时，流速会大幅降低，气体通过第一排气口64和第二排气口65进入油气分离器的出气腔，进入出气腔的气体流速再次降低，在沉降作用下，被分离后气体扰动的油滴会落入集油腔。

试验证明，本申请的油气分离结构，可有效减少发动机冒白烟、滴油和PN 超标问题，且此油气分离结构将小流量精滤结构与大流量旁通结构进行了结构集成，具有体积小，结构紧凑的特点，能够满足集成在缸盖罩中使用的要求。具体来说，本申请的油气分离结构具有以下优点：

1)有限气体压力限制下，充分利用气体动能，实现高分离效率；同时兼顾发动机全工况，满足不同漏气量下高分离效率要求；

2)利用阀体对压力开度的响应，改变喷射流通面积，实现大流量旁通高分离效率下压力可调，保证大漏气量下，曲轴箱压力不超限；

3)结构紧凑，集成化程度高，可设计为模块化组件，实现规模成本降低；

4)第一毛毡和第二毛毡覆盖全部喷射的油气，提高分离效率；

5)将调压功能、撞击分离功能集成于有限空间内，满足集成在缸盖内的紧凑设计要求；成本低，满足整机低成本集成化设计要求。

显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种油气分离结构，其特征在于，包括：

壳体，围设形成有容纳腔；

支撑板，设于所述容纳腔内，且将所述容纳腔分隔为油气进气腔和油气分离腔；所述支撑板设有导气孔，所述油气进气腔和所述油气分离腔通过所述导气孔连通；

阀体，包括挡板，所述挡板设有喷射孔，所述挡板设于所述支撑板的靠近所述油气分离腔的一侧且与所述支撑板弹性连接；

当自所述油气进气腔通入的油气流量小于预设阈值时，所述挡板与所述支撑板抵接，通入的油气经所述导气孔、所述喷射孔进入所述油气分离腔；

当自所述油气进气腔通入的油气流量大于等于预设阈值时，所述挡板与所述支撑板分离，在所述挡板与所述支撑板之间形成导流通道，通入的油气一部分经所述导气孔、所述喷射孔进入所述油气分离腔，另一部分经所述导流通道进入所述油气分离腔。

2.根据权利要求1所述的油气分离结构，其特征在于，所述支撑板设有安装孔，所述阀体包括与所述挡板连接的柱体，所述柱体通过所述安装孔与所述支撑板弹性连接。

3.根据权利要求2所述的油气分离结构，其特征在于，所述安装孔为通孔，所述柱体穿过所述安装孔，所述柱体的穿过所述安装孔的一端设有定位部，所述定位部与所述支撑板之间设有弹簧；

所述弹簧设有预紧力，当所述油气流量小于所述预设阈值时，所述挡板与所述支撑板在所述预紧力的作用下抵接；当所述油气流量大于等于所述预设阈值时，所述油气施加于所述挡板上的作用力使所述挡板克服所述预紧力向远离所述支撑板的方向运动并与所述支撑板分离。

4.根据权利要求3所述的油气分离结构，其特征在于，所述定位部包括与所述柱体轴向固定的固定件，所述固定件与所述弹簧之间设有垫圈。

5.根据权利要求3所述的油气分离结构，其特征在于，所述导气孔的总的孔径大于所述喷射孔的总孔径。

6.根据权利要求1-5任一项所述的油气分离结构，其特征在于，所述油气分离腔内设有第一毛毡，所述第一毛毡与所述挡板叠层且分离设置。

7.根据权利要求6所述的油气分离结构，其特征在于，所述油气分离腔内还设有第二毛毡，所述第二毛毡设于所述支撑板和所述挡板的周侧，且与所述支撑板和所述挡板间隔设置。

8.根据权利要求7所述的油气分离结构，其特征在于，所述第二毛毡设于所述第一毛毡的周侧，且与所述第一毛毡间隔设置。

9.根据权利要求8所述的油气分离结构，其特征在于，所述壳体设有第一排气口，所述第一排气口设于所述油气分离腔的远离所述支撑板的一侧；

所述壳体设有第二排气口，所述第二排气口设于所述油气分离腔的靠近所述支撑板的一侧。

10.一种油气分离器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的油气分离结构。

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