CN101988405B - 一种发动机油气分离器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机油气分离器，属于机械工程技术领域。它解决了现有的油气分离器分离效率低或滤芯会影响分离效率的问题。本发动机油气分离器，包括具有空腔的壳体和位于壳体内空腔处呈圆筒状的滤芯，滤芯两端均与壳体相连，所述的壳体上设有均与空腔相连通的油气通道、排油通道和排气通道，所述的油气通道端口位于空腔侧面和底面处，排油通道的进口位于所述的滤芯内腔底部处，排气通道的进口位于所述的滤芯内腔顶部处。本发动机油气分离器先采用离心式分离实现初步分离以降低混合气在滤网处时的含油量，保证滤芯的正常使用及过滤效率；然后再采用滤芯式分离，实现第二次分离。本发动机油气分离器具有分离效率高、安全性高的优点。

Description

一种发动机油气分离器

技术领域

本发明属于机械工程技术领域，涉及一种发动机，特别是一种发动机油气分离器。

背景技术

发动机是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。在发动机工作时，总有一部分可燃混合气和废气经活塞环窜到曲轴箱内，窜到曲轴箱内的汽油蒸气凝结后将使机油变稀，性能变坏。废气内含有水蒸气和二氧化硫，水蒸气凝结在机油中形成泡沫，破坏机油供给，这种现象在冬季尤为严重；二氧化硫遇水生成亚硫酸，亚硫酸遇到空气中的氧生成硫酸，这些酸性物质的出现不仅使机油变质，而且也会使零件受到腐蚀。由于可燃混合气和废气窜到曲轴箱内，曲轴箱内的压力将增大，机油会从曲轴油封、曲轴箱衬垫等处渗出而流失。流失到大气中的机油蒸气会加大发动机对大气的污染。发动机装有曲轴箱通风装置就可以避免或减轻上述现象，因此，发动机曲轴箱通风装置的作用是：1、防止机油变质：2、防止曲轴油封、曲轴箱衬垫渗漏；3、防止各种油蒸气污染大气。

曲轴箱通风***多采用迷宫式或旋风式油气分离器，迷宫式油气分离器利用的是物体的惯性力，即当油气混合气经过迷宫时，混合气中的小液滴在惯性力下碰到迷宫壁凝结后沿着壁面流下，而混合气中的气体则顺利通过迷宫进入曲轴箱通风***。旋风式油气分离器的分离方式与迷宫式相似，不过混合气中的小液滴是在离心力作用下碰到油气分离器的壁面后沿着壁面流下。上述的这两种油气分离器虽然具有阻力小、免维护的优点，但是也存在着分离效率低的缺陷。目前还有小部分发动机采用滤芯式油气分离器，特点在于分离效率高、阻力大，但是也存在着当滤芯上粘附一定量机油后，滤芯的阻力会增大，影响分离效率的缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种采用离心式分离与滤芯式分离相结合，实现二次分离的发动机油气分离器。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种发动机油气分离器，其特征在于，它包括具有空腔的壳体和位于壳体内空腔处呈圆筒状的滤芯，所述的滤芯两端均与壳体相连，所述的壳体上设有均与空腔相连通的油气通道、排油通道和排气通道，所述的油气通道端口位于空腔侧面和底面处，所述的排油通道的进口位于所述的滤芯内腔底部处，所述的排气通道的进口位于所述的滤芯内腔顶部处。

本发动机油气分离器应用在通风***中且能够先对混合气进行离心分离，再采用滤芯进行二次分离。其具体过程如下：1、混合气通过油气通道进入空腔内，混合气沿着空腔内壁和滤芯外壁之间的通道周向运动，由于油的密度远大于空气的密度，于是混合气中的小液滴在离心力的作用下碰到底座凹腔的内壁并凝结向下流，从油气通道流回曲轴箱，进而完成混合气的初步分离。2、经初步分离后的混合气流向滤芯，被滤芯分离后小液滴沿滤芯外壁流下从油气通道流回曲轴箱；滤芯内壁凝结的液滴则沿内壁流下从排油通道流回曲轴箱；而气体则透过滤芯进入滤芯内腔，依次经导管和排气通道流入进气歧管，完成第二次分离。步骤1有效的降低了在滤芯处时混合气中的含油量，避免出现大量油脂粘附在滤芯上，保证了滤芯的过滤效率。

在上述的发动机油气分离器中，所述的油气通道包括连接部和连接连接部与空腔的导向部，所述的导向部与空腔的侧面相切。该结构使混合气切向进入空腔，提高混合气在空腔内移动的速度及平稳性，即有效的提高了混合气的离心力，提高了小液滴的分离率。

在上述的发动机油气分离器中，所述的空腔侧壁上设有一个连通空腔与排气通道的泄压通道，所述的壳体上设有能够截止泄压通道的泄压机构，当滤芯外腔的压力大于排气通道的压力时泄压机构能够自动开启使滤芯外腔与排气通道相连通。当滤芯的网孔被机油或者杂质堵塞时，空腔内壁和滤芯外壁之间的通道内压力升高，当达到泄压机构开启压力时，泄压机构自动开启使泄压通道连通，此时经初步分离后的混合气由泄压通道流入进气歧管，防止曲轴箱压力过高引起漏气、渗油现象，进而有效的保护了发动机。当清洗或更换滤芯后使空腔内壁和滤芯外壁之间的通道内压力恢复至正常值后，泄压机构能够自动截止泄压通道。

在上述的发动机油气分离器中，所述的泄压机构包括膜片和位于泄压通道内的密封部一，所述的膜片的外缘固定在壳体上，所述的膜片一的一侧设有能够将膜片一的另一侧面中部抵压在密封部一上的弹簧一，所述的弹簧一的一端抵靠在壳体上，另一端抵靠在膜片一上。

在上述的发动机油气分离器中，所述的膜片一一侧的壳体上设有缓冲腔，所述的壳体上开有连通外界与缓冲腔的连通通道。

在上述的发动机油气分离器中，所述的泄压机构包括位于泄压通道内的球芯和位于泄压通道侧壁上的密封部二，球芯和壳体之间设有能够将球芯抵压在密封部二上的弹簧三，所述的弹簧三的一端抵靠在壳体上，另一端与球芯相连。

在上述的发动机油气分离器中，所述的滤芯顶面处设有一膜片二，所述的膜片二的外缘固定在壳体上；所述的壳体顶部开有使膜片二的一侧腔体与外界相通的通孔，所述的膜片二的另一侧设有弹簧二，所述的弹簧二的一端抵靠在膜片二上，另一端抵靠在壳体上；且当空腔内的压力低于排气通道内的压力时，所述的膜片二的另一侧面中部能够抵靠在排气通道的进口处。当曲轴箱内压力过低时，空腔内压力也会随之降低，膜片二在大气压的作用下发生形变且其中部向下运动，并抵靠在导管的顶面上，进而截止排气通道，防止曲轴箱从进气歧管倒吸气。当曲轴箱内压力恢复至正常值时，膜片二在弹簧二的作用下脱离导管，排气通道重新连通。

在上述的发动机油气分离器中，所述的空腔底部具有环形集油槽二，所述的环形集油槽二位于滤芯内，所述的排油通道与环形集油槽二相通。

在上述的发动机油气分离器中，所述的壳体包括具有凹腔的底座和位于所述的凹腔开口处的上盖，所述的上盖扣接在底座上。

在上述的发动机油气分离器中，所述的滤芯包括呈圆筒状的支架和位于支架外壁上的滤网，所述的支架两端固定在壳体上。

与现有技术相比，本发动机油气分离器具有以下优点：

1、由于本发动机油气分离器先采用离心式分离实现初步分离以降低混合气在滤网处时的含油量，保证滤芯的正常使用及过滤效率；然后再采用滤芯式分离，实现第二次分离。于是本发动机油气分离器具有分离效率高的优点。

2、泄压机构能够保证滤芯被堵塞时本发动机油气分离器能够继续维持工作，避免影响发动机工作，于是本发动机油气分离器自身具有安全性高的优点。

3、膜片二及弹簧二等部件配合使用能够防止当曲轴箱内压力过低时曲轴箱从进气歧管倒吸气，于是有效的保障了发动机的正常工作，提高了发动机的安全性和使用寿命。

4、发动机油气分离器具有设计合理、结构简单且紧凑的优点。

附图说明

图1是本发动机油气分离器的主视结构示意图。

图2是本发动机油气分离器的俯视结构示意图。

图3是本发动机油气分离器中底座的俯视结构示意图。

图4是图2中A-A的剖视结构示意图。

图5是图2中B-B的剖视结构示意图。

图6是本发动机油气分离器实施例二的结构示意图。

图中，1、壳体；11、底座；11a、凹腔；11b、环形凸条；11c、凸起；11d、缓冲腔；11e、连通通道；12、上盖；12a、通孔；13、油气通道；13a、连接部；13b、导向部；14、排油通道；15、排气通道；16、空腔；17、环形集油槽一；18、环形集油槽二；19、泄压通道；19a、密封部一；19b、密封部二；2、滤芯；21、滤网；22、支架；3、导管；4、膜片二；5、弹簧二；6、膜片一；7、弹簧一；81、球芯；82、弹簧三；9、密封圈。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1至图5所示，本发动机油气分离器包括壳体1、滤芯2、膜片一6、弹簧一7、膜片二4和弹簧二5。

具体来说，如图1至图5所示，壳体1包括具有呈圆柱状凹腔11a的底座11和位于凹腔11a开口处的上盖12，为了使上盖12和底座11之间可以拆卸进而方便将滤芯2等部件装入凹腔11a内，上盖12与底座11之间通过扣接连接。为了保证上盖12和底座11之间连接的密封性，在上盖12和底座11之间设有密封圈9。

如图4和图5所示，底座11上设有油气通道13、排油通道14和排气通道15。底座11凹腔11a的底面上具有两条环形凸条11b，即内环形凸条11b和外环形凸条11b，则所述的两条环形凸条11b及凹腔11a的侧壁从凹腔11a的侧面向中心处依次围构成为环形集油槽一17、环形集油槽二18和排气通道15。油气通道13包括连接部13a和连接连接部13a与空腔16的导向部13b，导向部13b位于底座11的侧壁上且与空腔16的侧面相切，导向部13b与环形集油槽一17相通且导向部13b的底面与凹腔11a的底面齐平。连接部13a位于底座11的底板处且端口朝下，底座11上具有穿入导向部13b防止气体倒流至端口处的凸起11c。排气通道15位于底座11的底板处且进气口位于凹腔11a的中心处。排油通道14也与位于底座11的底板处且排油通道14与环形集油槽二18相连通，排油通道14的出口也朝下。

如图4和图5所示，滤芯2包括呈圆筒状的支架22和位于支架22外壁上的滤网21，滤网21的两端通过密封圈9固定在支架22上，于是该滤网21能够拆卸，进而方便安装和更换滤网21。支架22的一端套设在外环形凸条11b上，且外环形凸条11b和支架22之间设有密封圈9，支架22的另一端与上盖12相连，于是可知滤芯2外壁和空腔16内壁之间为环形通道。支架22中心处设有导管3，导管3与支架22连为一体，导管3的底部穿设在内环形凸条11b内且导管3和内环形凸条11b之间设有密封圈9，导管3的顶端位于滤芯2的顶部处。

如图4所示，底座11侧壁上设有一个连通空腔16与排气通道15的泄压通道19，泄压通道19的进口位于凹腔11a侧面相对于气体流动方向一周的端部处，该结构可使气体中的油充分的分离再从泄压通道19排出。底座11上还设有能够截止泄压通道19的泄压机构。

更具体来说，泄压机构包括采用橡胶材料制成的膜片一6、弹簧一7和位于泄压通道19内密封部一19a。膜片一6的外缘固定在底座11上，膜片一6的一侧的底座11上设有缓冲腔11d且在该侧设有能够将膜片一6的另一侧面中部抵压在密封部一19a上的弹簧一7，弹簧一7的一端抵靠在底座11上，另一端抵靠在膜片一6上。显然，上述的缓冲腔11d为弹簧一7安装及膜片一6形变提供了空间。为了避免缓冲腔11d内的气压影响膜片一6的形变且使缓冲腔11d的压力与大气压相等，于是在底座11上开有连通外界与缓冲腔11d的连通通道11e。

为了提高膜片一6与密封部一19a之间的密封性，于是在膜片一6的另一侧面中部设有具有球面状的凸体。

如图4和图5所示，膜片二4采用橡胶材料制成，膜片二4位于支架22和上盖12之间；所述的膜片二4的外缘就是通过上盖12和支架22的相互抵压固定的，该膜片二4同时还保证了上盖12与支架22之间的密封性。上盖12开有使膜片二4上侧的腔体与外界相通的上盖12a，即使膜片二4上侧的腔体的气压与大气压相等。膜片二4的另一侧设有弹簧二5，弹簧二5的一端抵靠在膜片二4上，另一端抵靠在壳体1上；膜片二4另一侧的中部也设有具有球面状的凸体，且当空腔16内的压力低于排气通道15内的压力时，膜片二4上的凸体能够抵靠在排气通道15的进口处，进而截止排气通道15。

如图1至图5所示，图中的箭头表示混合气的流向。本发动机油气分离器应用在通风***中时，进油气排油管与壳体1上的油气通道13相连通；排油管与壳体1上的排油通道14相连通；进气歧管与与壳体1上的排气通道15相连通。本发动机油气分离器能够先对混合气进行离心分离，再采用滤芯2进行二次分离。其具体过程如下：1、混合气进入油气通道13中后，经导向部13b后切向进入空腔16内，进而混合气即沿着空腔16的环形通道逆时针方向移动；由于油的密度远大于空气的密度，于是混合气中的小液滴在离心力的作用下碰到底座11凹腔11a的内壁并凝结，并依次沿壁面向下流至环形集油槽一17内、从油气通道13流回曲轴箱，进而完成混合气的初步分离，即有效的降低了经过滤网21时混合气中的含油量。2、经初步分离后的混合气流向滤芯2，被滤网21分离后小液滴沿滤芯2外壁流至环形集油槽一17内，进而从油气通道13流回曲轴箱；滤芯2内壁凝结的液滴则沿内壁流至环形集油槽二18内，进而从排油通道14流回曲轴箱；而气体则透过滤芯2进入滤芯2内腔，依次经导管3和排气通道15流入进气歧管，完成第二次分离。

当滤网21的网孔被机油或者杂质堵塞时，环形通道内压力升高，当达到泄压机构开启压力时，膜片一6形变且脱离密封部一19a，泄压通道19连通，此时经初步分离后的混合气由泄压通道19流入进气歧管，防止曲轴箱压力过高引起漏气、渗油现象。当清洗或更换滤网21后，膜片一6在弹簧一7的弹力作用下膜片一6中部再次抵靠在密封部一19a上，进而截止泄压通道19。

当曲轴箱内压力过低时，导致空腔16内压力降低，膜片二4在大气压的作用下发生形变且其中部向下运动，并抵靠在导管3的顶面上，进而截止排气通道15，防止曲轴箱从进气歧管倒吸气。当曲轴箱内压力恢复至正常值时，膜片二4在弹簧二5的作用下脱离导管3，排气通道15重新连通。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：如图6所示，泄压机构包括位于泄压通道19内的球芯81和位于泄压通道19侧壁上的密封部二19b，球芯81和底座11之间设有能够将球芯81抵压在密封部二19b上的弹簧三82，弹簧三82的一端抵靠在底座11上，另一端与球芯81相连。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了壳体1；底座11；凹腔11a；环形凸条11b；凸起11c；缓冲腔11d；连通通道11e；上盖12；上盖12a；油气通道13；连接部13a；导向部13b；排油通道14；排气通道15；空腔16；环形集油槽一17；环形集油槽二18；泄压通道19；密封部一19a；密封部二19b；滤芯2；滤网21；支架22；导管3；膜片二4；弹簧二5；膜片一6；弹簧一7；球芯81；弹簧三82；密封圈9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种发动机油气分离器，其特征在于，它包括具有空腔(16)的壳体(1)和位于壳体(1)内空腔(16)处呈圆筒状的滤芯(2)，所述的滤芯(2)两端均与壳体(1)相连，所述的壳体(1)上设有均与空腔(16)相连通的油气通道(13)、排油通道(14)和排气通道(15)，所述的油气通道(13)端口位于空腔(16)侧面和底面处，所述的排油通道(14)的进口位于所述的滤芯(2)内腔底部处，所述的排气通道(15)的进口位于所述的滤芯(2)内腔顶部处，所述的空腔(16)底部具有环形集油槽二(18)，所述的环形集油槽二(18)位于滤芯(2)内，所述的排油通道(14)与环形集油槽二(18)相通。

2.根据权利要求1所述的发动机油气分离器，其特征在于，所述的油气通道(13)包括连接部(13a)和连接连接部(13a)与空腔(16)的导向部(13b)，所述的导向部(13b)与空腔(16)的侧面相切。

3.根据权利要求1或2所述的发动机油气分离器，其特征在于，所述的空腔(16)侧壁上设有一个连通空腔(16)与排气通道(15)的泄压通道(19)，所述的壳体(1)上设有能够截止泄压通道(19)的泄压机构，当滤芯(2)外腔的压力大于排气通道(15)的压力时泄压机构能够自动开启使滤芯(2)外腔与排气通道(15)相连通。

4.根据权利要求3所述的发动机油气分离器，其特征在于，所述的泄压机构包括膜片和位于泄压通道(19)内的密封部一(19a)，所述的膜片的外缘固定在壳体(1)上，所述的膜片一(6)的一侧设有能够将膜片一(6)的另一侧面中部抵压在密封部一(19a)上的弹簧一(7)，所述的弹簧一(7)的一端抵靠在壳体(1)上，另一端抵靠在膜片一(6)上。

5.根据权利要求4所述的发动机油气分离器，其特征在于，所述的膜片一(6)一侧的壳体(1)上设有缓冲腔(11d)，所述的壳体(1)上开有连通外界与缓冲腔(11d)的连通通道(11e)。

6.根据权利要求3所述的发动机油气分离器，其特征在于，所述的泄压机构包括位于泄压通道(19)内的球芯(81)和位于泄压通道(19)侧壁上的密封部(19b)，球芯(81)和壳体(1)之间设有能够将球芯(81)抵压在密封部二(19b)上的弹簧三(82)，所述的弹簧三(82)的一端抵靠在壳体(1)上，另一端与球芯(81)相连。

7.根据权利要求1或3所述的发动机油气分离器，其特征在于，所述的滤芯(2)顶面处设有一膜片二(4)，所述的膜片二(4)的外缘固定在壳体(1)上；所述的壳体(1)顶部开有使膜片二(4)的一侧腔体与外界相通的通孔(12a)，所述的膜片二(4)的另一侧设有弹簧二(5)，所述的弹簧二(5)的一端抵靠在膜片二(4)上，另一端抵靠在壳体(1)上；且当空腔(16)内的压力低于排气通道(15)内的压力时，所述的膜片二(4)的另一侧面中部能够抵靠在排气通道(15)的进口处。

8.根据权利要求1或2所述的发动机油气分离器，其特征在于，所述的壳体(1)包括具有凹腔(11a)的底座(11)和位于所述的凹腔(11a)开口处的上盖(12)，所述的上盖(12)扣接在底座(11)上。

9.根据权利要求1或2所述的发动机油气分离器，其特征在于，所述的滤芯(2)包括呈圆筒状的支架(22)和位于支架(22)外壁上的滤网(21)，所述的支架(22)两端固定在壳体(1)上。

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