行之知识产权综合服务平台

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件技术领域，特别涉及一种油气分离器。本实用新型还涉及一种设置有该油气分离器的发动机。

背景技术

随着汽车排放法规的日益严格，对发动机的排放提出了更高的要求，在发动机运行过程中，曲轴箱窜出的混合气中会含有机油成分，若这些含有机油的混合气参与燃烧过程会影响到发动机的排放，为此现有技术中均采用油气分离器对曲轴箱窜出的混合气进行分离，以分离出混合气中的机油成分，油气分离器分离效率越高，参与燃烧的机油越少，发动机排放便会越好。现有的油气分离器多采用无源输入的被动式油气分离器，如旋风式油气分离器、迷宫式油气分离器或滤芯式油气分离器等。上述各种油气分离器在使用时的分离效率均会受到混合气流速的影响，而混合气的流速与发动机实时的运行工况相关联。由于发动机的工况是瞬变的，因而曲轴箱混合气的窜出量也是瞬变的，这就导致混合气进入油气分离器的流速及流量是瞬变的，易导致油气分离器分离效率的不稳定。

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，以可在发动机处于不同工况时，油气分离器均具有稳定高效的分离效率。

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，其特征在于包括对混合气进行主动离心式分离的主动分离机构，以及串接于所述主动分离机构下游的对主动分离机构排出的气体进行被动旋风式分离的被动分离机构，还包括设置于所述被动分离机构内的、响应于被动分离机构中的气体流量而对所述被动分离机构的排气截面进行弹性调节的压力调节机构。

进一步的，所述主动分离机构包括形成有离心分离腔的离心分离器壳体，经由驱动轴转动设于所述离心分离腔内的叶轮，在所述离心分离腔的底部设有第一回油口；还包括靠近于叶轮中心设置在所述离心分离器壳体上的至少一个进气口，以及于叶轮边缘处设置在所述离心分离器壳体上的第一出气口。

进一步的，在所述离心分离腔的内壁上沿所述叶轮的周向间隔设有多块挡板。

进一步的，在所述进气口处或相接于所述进气口的管路上设有进气单向阀。

进一步的，在所述第一回油口处或相接于所述第一回油口的管路上设有回油单向阀。

进一步的，所述驱动轴传动连接于凸轮轴、机油泵转轴、平衡轴、曲轴或发动机动力输出端中的一个。

进一步的，所述被动分离机构包括形成有旋风分离腔的旋风分离器壳体，在所述旋风分离腔的上部设有连通于所述第一出气口、且与所述旋风分离腔的内壁相切布置的气体切向进口，在所述旋风分离腔的底部设有第二回油口；还包括设于所述旋风分离腔上方的带有排气管的排气腔，所述旋风分离腔经由设于其顶部的出气管连通于所述排气腔，所述压力调节机构设置于所述排气腔内。

进一步的，所述出气管的顶端突出于所述排气腔内，所述压力调节机构包括设置在所述出气管顶部的弹簧，以及于所述排气管的进口的上方固连于所述排气腔内壁上的弹性膜片，所述弹性膜片覆盖于所述出气管的顶部，所述弹簧顶置在所述弹性膜片的底端面上。

进一步的，所述旋风分离腔由上下相连的圆筒形段和倒圆锥形段组成，所述气体切向进口位于圆筒形段上，所述第二回油口位于倒圆锥形段的底部。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

（1）本实用新型所述的油气分离器，利用主动离心式分离和被动旋风式分离，可实现对曲轴箱排出的混合气的多级分离，且混合气在主动离心式分离中可被加速，加速后的气体在进入被动旋风式分离中时，可满足被动旋风式分离对气体流速的需要，从而可在曲轴箱排气压力及流量较低时，保证油气分离器工作的效率。而通过压力调整机构的设置，可根据气体流量对油气分离器的排气截面进行调节，在气体流量较低时，减小排气截面，增大排气背压，而在气体流量较高时，增大排气截面，减小排气阻力，从而可经在油气分离器处实现对曲轴箱排气压力和流量的调节，保证曲轴箱工作在设定范围内，也使得油气分离器适应曲轴箱窜气量变化的情况，进一步提高油气分离器的分离效率。

（2）设置挡板可引导分离出的油滴流入第一回油口，同时防止油滴再次进入混合气中。

（3）设置进气单向阀可防止离心分离腔内的气体通过进气口倒流；设置回油单向阀可减小曲轴箱内压力对回油的影响，保证回油顺畅。

（4）驱动轴传动连接于凸轮轴、机油泵转轴、平衡轴、曲轴或发动机动力输出端中的一个，可使得主动离心式分离的叶轮转速与发动机转速成线性关系，从而使得油气分离器与发动机的工况相适应。

（5）设置排气腔可有利于压力调节机构的布置，压力调节机构由弹性膜片及弹簧组成，可使其结构简单，便于设计实施。

（6）旋风分离腔包括圆筒形段和倒锥形段可使其具有较好的旋风分离效率，并利于分离后气体的排出。

本实用新型的另一目的在于提出一种发动机，其包括曲轴箱，在所述曲轴箱的外侧设置有与所述曲轴箱的排气口相连通的如上所述的油气分离器。

本发动机和上述的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一所述的油气分离器的结构简图；

图2为本实用新型实施例一所述的油气分离器另一视角下的结构简图；

图3为本实用新型实施例所述的油气分离器的内部结构简图；

附图标记说明：

1-离心分离器壳体，2-驱动轴，3-齿轮，4-叶轮，5-进气口，6-挡板，7-第一回油口，8-旋风分离器壳体，9-气体切向进口，10-盖板，11-第二回油口，12-出气管，13-连接孔，14-弹性膜片，15-弹簧，16-排气管，17-离心分离腔，18-旋风分离腔，19-排气腔。

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。

另外，在本实用新型的实施例中需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实用新型涉及一种油气分离器，其包括对曲轴箱排出的混合气进行主动离心式分离的主动分离机构，以及串接在主动分离机构下游的对主动分离机构排出的气体进行被动旋风式分离的被动分离机构，还包括设置于被动分离机构内的、响应于被动分离机构中的气体流量而对被动分离机构的排气截面进行弹性调节的压力调节机构。通过主动离心式分离和被动旋风式分离，以实现对曲轴箱排出的混合气的多级分离，混合气在主动离心式分离中被加速，也使得气体在进入被动旋风式分离中时，满足被动旋风式分离对气体流速的需要。而设置压力调整机构可在油气分离器处实现对曲轴箱排气压力和流量的调节，以保证曲轴箱工作在设定范围内，使得油气分离器适应曲轴箱窜气量变化的情况，保证油气分离器的分离效率。

基于如上的设计思想，本实施例的油气分离器如图1至图3中所示，其中主动分离机构包括离心分离器壳体1，在离心分离器壳体1内形成有中空的离心分离腔17，离心分离腔17中设置有叶轮4，叶轮4经由转动安装在离心分离器壳体1上的驱动轴2转动布置。在离心分离器壳体1上位于其一侧，且靠近于叶轮4中心的部位设置有多个进气口5，而在离心分离器壳体1上位于叶轮4边缘的部位还设置有图中未示出的第一排气口，第一排气口用于主动分离机构分离气体的排出，在离心分离腔17的底部还设置有用于主动分离机构分离出的油滴回流至曲轴箱内的第一回油口7。

本实施例中第一排气口为相对于进气口5设置在离心分离器壳体1的另一侧，以可便于在主动分离机构的下游设置被动分离机构。在驱动轴2伸出于离心分离器壳体1外的一端还安装有齿轮3，以用于驱动轴2与发动机上转动部件间的传动连接。本实施例中驱动轴2可与凸轮轴、机油泵转轴、平衡轴、曲轴或发动机动力输出端中的一个传动连接，从而可使得叶轮4的转速与发动机的转速之间成线性关系，以可使主动分离机构与发动机的工况相适应。当然除了使驱动轴2与发动机内的相关结构间传动连接，还可经由外部的如电机等其他结构对驱动轴2进行驱动。

本实施例中在离心分离腔17的内壁上沿叶轮4的轴向还间隔设置有多块挡板6，且如图3中所示的各挡板6为与叶轮4的转动轴线间平行布置，利用挡板6可对分离出的油滴进行引导，以使得油滴流入第一回油口7中。当然除了使挡板6设置为与叶轮4的转动轴线相平行，本实施例中也可使挡板6与叶轮4的转动轴线之间呈一夹角布置，从而有利于油滴向第一回油口7处的流动。挡板6可为采用纤维结构制成，而除了采用挡板6，本实施例中还可通过在离心分离腔17内壁上设置滤网或滤芯等结构实现油滴的汇集。此外，本实施例中除了可使驱动轴2及叶轮4的转动轴线如图3中所示的为水平状设置外，当然还可使两者的轴线为竖直状布置，此时进气口5可为设置在离心分离器壳体1的上端面上或下端面上，而第一出气口则可为设置在离心分离器壳体1的侧端面上，并且此时于离心分离腔17内壁上的挡板6也可取消而不再设置。

本实施例中进气口5除了可如图1中所示的为设置在离心分离器壳体1一侧的多个，当然其也可只设置为一个。而为防止离心分离腔17内的气体通过进气口5倒流，本实施例中在进气口5处或者在连通至进气口5的管路上可设置图中未示出的进气单向阀。而为了减小曲轴箱内压力对回油的影响，以保证通过第一回油口7处回油的顺畅性，本实施例中在第一回油口7处或者在连通至第一回油口7的管路上也可设置图中未示出的回油单向阀。进气单向阀与回油单向阀采用现有的气路单向阀及油路单向阀结构即可。

本实施例中的被动分离机构包括于第一出气口的一侧贴靠在离心分离器1上的旋风分离器壳体8，在旋风分离器壳体8内形成有中空的旋风分离腔18，在旋风分离腔18的上部设有与第一出气口相连通的气体切向进口9，且气体切向进口9为与旋风分离腔18的内壁间相切布置。在旋风分离腔18的底部设有第二回油口11，该被动分离机构还包括设置在旋风分离腔18上方的带有排气管16的排气腔19，旋风分离腔18经由设置在其顶部的出气管12与排气腔19相连通，压力调节机构即设置于排气腔19内。

本实施例中旋风分离器壳体8除了为贴靠离心分离器壳体1设置，当然也可使两者分开布置，而将第一出气口与气体切向进口9之间经由管路相连。本实施例中的旋风分离腔18也为由上下相连的圆筒形段和倒圆锥形段组成，气体切向进口9即位于圆筒形段上，而第二回油口11则位于倒圆锥形段的底部，第二回油口11也连通于曲轴箱内。如图3中所示的，本实施例中出气管12的顶端为突出于排气腔19内，压力调节机构则包括设置在出气管12顶部的弹簧15，以及固连在排气腔19内壁上的弹性膜片14。弹性膜片14在排气腔19内壁上的固定位置位于排气管16的进口的上方，且弹性膜片14也为覆盖在出气管12的顶部，而弹簧14则顶置在弹性膜片14的底端面上。

本实施例中弹性膜片14覆盖在出气管12的顶部，也即弹性膜片14可与出气管12的顶部相接触，而且弹性膜片14的固定位置也高于排气管16的进口，从而利用弹性膜片14可对出气管12与排气管16之间的、位于排气腔19内的连通路径截面进行调节。弹簧15顶置在弹性膜片14的底端面上，可使弹性膜片14如图3中所示的向上凸起，可使得弹性膜片14不会对出气管12的顶部管口造成封堵，以使旋风分离腔18中的气体顺利进入排气腔19内。本实施例中弹簧14为插设在出气管12内，此时为了弹簧14的稳定布置，在出气管12内固连了开设有连接孔的支板，弹簧14的底端抵接在该支板上即可。

当然本实施例中除了使弹簧14插设在出气管12内，当然还可使弹簧14套设在出气管12的外侧。而本实施例中的压力调节机构除了如上所述的结构外，还可采用其它结构形式，如可使得弹簧14设置在弹性膜片14的上方，且弹性膜片14在弹簧15的顶推下具有向出气管12一侧的下凹。而为便于弹簧15以及弹性膜片14的布置，本实施例中于排气腔19的顶部设置有可拆卸的盖板10，盖板10可采用螺纹连接形式，而弹性膜片14于排气腔19内壁上的设置可为在排气腔19内壁上布置突出的凸台，再由盖板10将弹性膜片14压紧在该凸台上。

本实施例中经由进气口5进入离心分离腔17中的混合气经由叶轮4的主动驱动而旋转，旋转产生的离心力使得混合气中的油滴与离心分离腔17的内壁碰撞，油滴汇集在离心分离腔17的内壁上，再由挡板6的引导以在油滴自身重力作用下流入第一回油口7中，并最终回流至曲轴箱中。在离心分离腔17中被叶轮4加速后的初步分离的气体由第一出气口及气体切向进口9进入旋风分离腔18中，在旋风分离腔18中气体先为向下的外漩涡流动，然后再为向上的内漩涡流动，并由出气管12进入排气腔19中。

在旋风分离腔18中气体进行外漩涡流动过程中，气体中未被分离出的油滴因其运动惯性而会与旋风分离腔18的内壁发生碰撞，并在旋风分离腔18的内壁上进行汇集，汇集于旋风分离腔18内壁上的油滴最终会在其自身重力下进入第二回油口11，并回流至曲轴箱内，从而完成对混合气中油滴的高效分离。而自出气管12进入排气腔19内的气体，则会沿出气管12顶部、弹性膜片14以及排气管16的进口之间的间隙进入排气管16中，并经由排气管16排出。在整个油气分离过程中，随着曲轴箱窜气压力及流量的变化，弹性膜片14会因出气管12中气体压力和流量的变化而发生向上或向下的位置变动，弹性膜片14的位置变动也会使得由出气管12顶部、弹性膜片14以及排气管16的进口之间的间隙所形成的气体流经通道的截面的变化，从而实现响应于曲轴箱窜气压力和流量的调节，以使得曲轴箱压力维持在稳定状态。

实施例二

本实施例涉及一种发动机，其包括曲轴箱，在曲轴箱的外侧设置有与曲轴箱的排气口相连通的如实施例一中所述的油气分离器。通过设置该油气分离器可实现对曲轴箱所排气体中油滴的高效分离，从而避免曲轴箱内的机油进入发动机燃烧进程而造成发动机排放降低。而且该油气分离器通过压力调节机构的设置也能够使油气分离器的排气流量与曲轴箱的排气特点相适应，并可维持曲轴箱内压力的稳定。

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。