CN106224056A - 一种油气分离器组件及内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油气分离器组件，包括旋转分离段和静止过滤段，旋转分离段包括：转动件，转动件上开设有供油气混合物通过的通孔；固定设置在转动件外侧的旋转骨架，旋转骨架内设置有随旋转骨架转动的旋转滤芯；固连在转动件内侧的连接管；固连在转动件上，且位于连接管内的旋转叶轮，旋转叶轮用于将油气混合物吸入油气分离器组件内；静止过滤段包括：与连接管密封配合的壳体；设置在壳体内的静止骨架，静止骨架内设置有静止滤芯；开设在壳体上的排气孔，以及开设在壳体底部的排油孔。该油气分离器组件在有效进行油气分离的同时，不会造成曲轴箱压力的升高，同时有效提高了滤芯的使用寿命。本发明中还公开了一种具有上述油气分离器组件的内燃机。

Description

一种油气分离器组件及内燃机
技术领域
本发明涉及内燃机生产技术领域，特别涉及一种油气分离器组件及内燃机。
背景技术
内燃机在工作过程中，燃烧室内的气体通过活塞环与缸套的间隙会有一部分进入到曲轴箱内，这些气体内包含润滑油雾以及燃烧室内燃料的燃烧产物。
为了减少机油的消耗速度并保证清洁排放，需要对进入到曲轴箱内的气体进行油气分离，目前内燃机所采用的油气分离器普遍较为简单，一般包括壳体和内置在壳体内的静止滤芯，油气混合物进入油气分离器后油滴被滤芯吸附，气体经过滤芯后从壳体内排出。
众所周知，为了追求高的油气分离效率，就需要增加滤芯的阻力，然而这会导致曲轴箱压力的升高，容易导致曲轴箱出现漏油问题，同时由于油气混合物内的油滴全部被吸附在静止滤芯上，因而静止滤芯的使用寿命非常短，需要频繁的更换滤芯。
因此，如何能够在不增大曲轴箱气体压力的前提下提高油气分离器的分离效果，并提高滤芯的使用寿命是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种油气分离器组件，以便能够在不增大曲轴箱气体压力的前提下，提高油气分离的效果，并提高滤芯的使用寿命。
本发明的另一目的还在于提供一种具有上述油气分离组件的内燃机。
为达到上述目的，本发明中所公开的油气分离器组件，包括旋转分离段和静止过滤段，其中，
所述旋转分离段包括：
转动件，所述转动件上开设有供油气混合物通过的通孔；
固定设置在所述转动件外侧的旋转骨架，所述旋转骨架内设置有随所述旋转骨架转动的旋转滤芯；
固连在所述转动件内侧的连接管；
固连在所述转动件上，且位于所述连接管内的旋转叶轮，所述旋转叶轮用于将油气混合物吸入所述油气分离器组件内，并为所述油气混合物通过所述油气分离器组件提供动力；
所述静止过滤段包括：
与所述连接管密封配合的壳体；
设置在所述壳体内的静止骨架，所述静止骨架内设置有静止滤芯；
开设在所述壳体上的排气孔，以及开设在所述壳体底部的排油孔。
优选的，所述静止过滤段内设置有多个所述静止骨架，且每个所述静止骨架内均设置有所述静止滤芯。
优选的，所述排气孔开设在所述壳体的上部。
优选的，还包括设置在所述壳体上，且用于调节所述壳体内气体压力维持在预定范围内的调压阀。
优选的，所述排油孔设置在所述静止骨架的正下方。
优选的，所述静止骨架与所述排油孔之间设置有用于暂存润滑油的储油槽。
优选的，还包括设置在所述排油孔处，且仅允许油液流出所述排油孔的单向阀。
优选的，所述连接管与所述壳体采用骨架油封密封配合。
本发明所公开的内燃机设置有与曲轴箱相通的油气分离组件，并且该油气分离组件为上述任意一项所公开的油气分离组件。
优选的，所述油气分离组件设置在所述内燃机的齿轮箱内，且所述转动件为所述齿轮箱内的齿轮。
本发明中所公开的油气分离组件的工作原理如下：
机油吸附过程：转动件的转动将带动旋转骨架、旋转滤芯、连接管以及旋转叶轮同步转动，在旋转叶轮的作用下，油气分离组件内将产生负压，油气混合物将从旋转骨架一端进入油气分离组件，油气混合物中颗粒较大的油滴将首先被旋转滤芯吸附，随后油气混合物通过转动件上的通孔后继续向前移动到达静止过滤段，油气混合物内的小油滴将被吸附在静止滤芯上，剩余干净气体通过排气孔排出；
机油回流：旋转滤芯借助旋转产生的离心力，将吸附在旋转滤芯内的机油甩出，这部分机油将通过飞溅的形式流回油底壳中，静止滤芯将分离后的油滴通过排油口排出至油底壳中。
由于旋转叶轮在旋转过程中产生了负压，油气混合物是被吸入油气分离组件内的，叶轮旋转产生的负压足以克服旋转分离段和静止过滤段的阻力，因而不会造成曲轴箱内气体压力的升高，这就有效避免了曲轴箱漏油的情况出现；同时旋转分离和静止过滤的多级组合，也使得油气分离的效果更佳，旋转滤芯在离心力的作用下可以将吸附的润滑油甩出，达到自清洁的效果，静止滤芯设置在旋转滤芯之后，其吸附的润滑油较少，两种滤芯均无需频繁更换，因此，本发明中所公开的油气分离器有效提高了滤芯的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例中所公开的油气分离器组件的结构示意图。
其中，
1为旋转骨架，2为旋转滤芯，3为转动件，4为旋转叶轮，5为连接管，6为骨架油封，7为壳体，8为静止骨架，9为储油槽，10为单向阀，11为调压阀，12为排气孔，13为排油孔。
具体实施方式
本发明的核心之一是提供一种油气分离器组件，以便能够在不增大曲轴箱气体压力的前提下，提高油气分离的效果，并提高滤芯的使用寿命。
本发明的另一核心还在于提供一种具有上述油气分离器组件的内燃机。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明实施例中所公开的油气分离器组件的结构示意图。
本发明中所公开的油气分离器组件包括旋转分离段和静止过滤段，其中旋转分离段包括：转动件3、旋转骨架1、旋转滤芯2、连接管5、旋转叶轮4，如图1中所示，转动件3上开设有供油气混合物通过的通孔，旋转骨架1固定设置在转动件3的外侧，旋转滤芯2设置在旋转骨架1内部，并且随旋转骨架1同步转动，连接管5固定连接在转动件3的内侧，旋转叶轮4位于连接管5内部，并且旋转叶轮4也固定连接在转动件3上，其作用是将油气混合物吸入油气分离器组件内部，并为油气混合物通过油气分离器组件提供动力；静止过滤段包括：壳体7、静止骨架8以及静止滤芯，其中壳体7与连接管5密封配合，静止骨架8设置在壳体7内，静止滤芯内置在静止骨架8内部，壳体7上开设有供干净气体排出的排气孔12内以及用于将分离出来的润滑油回流至油底壳的排油孔13。
需要进行说明的是，本发明所公开的油气分离器组件，在进行油气分离的过程中，油气混合物先进入旋转分离段内进行分离，然后进入静止过滤段内进行分离，所谓转动件3的外侧具体是指转动件3上油气混合物先到达的一侧，转动件3的内侧具体是指转动件3上油气混合物后到达的一侧。
请参考图1，本发明中所公开的油气分离组件的工作原理如下：
机油吸附过程：转动件3的转动将带动旋转骨架1、旋转滤芯2、连接管5以及旋转叶轮4同步转动，在旋转叶轮4的作用下，油气分离组件内将产生负压，油气混合物将从旋转骨架1一端进入油气分离组件，油气混合物中颗粒较大的油滴将首先被旋转滤芯2吸附，随后油气混合物通过转动件3上的通孔后继续向前移动到达静止过滤段，油气混合物内的小油滴将被吸附在静止滤芯上，剩余干净气体通过排气孔12排出；
机油回流：旋转滤芯2借助旋转产生的离心力，将吸附在旋转滤芯2内的机油甩出，这部分机油将通过飞溅的形式流回油底壳中，静止滤芯将分离后的油滴通过排油口排出至油底壳中。
由于旋转叶轮4在旋转过程中产生了负压，油气混合物是被吸入油气分离组件内的，叶轮旋转产生的负压足以克服旋转分离段和静止过滤段的阻力，因而不会造成曲轴箱内气体压力的升高，这就有效避免了曲轴箱漏油的情况出现；同时旋转分离和静止过滤的多级组合，也使得油气分离的效果更佳，旋转滤芯2在离心力的作用下可以将吸附的润滑油甩出，达到自清洁的效果，静止滤芯设置在旋转滤芯2之后，其吸附的润滑油较少，两种滤芯均无需频繁更换，因此，本发明中所公开的油气分离器有效提高了滤芯的使用寿命。
容易理解的是，静止过滤段内若设置有一个内置有静止滤芯的静止骨架8，那么静止过滤段与旋转分离段形成两级的油气分离***，过滤段内若设置有多个内置有静止滤芯的静止骨架8，那么静止过滤段与旋转分离段可以形成更多级的油气分离***，在安装空间和制造成本允许的前提下，静止过滤段内可以设置有多个静止骨架8，并且每个静止骨架8内均设置有静止滤芯，以便进一步提高油气分离效果，提高尾气排放的清洁程度。
可以理解的是，排气孔可以设置一个或多个，如图1中所示，附图中所示的方案在壳体上设置有一圈排气孔，更进一步的，为了避免干净气体排放时再次混入润滑油，排气孔12优选的开设在壳体7的上部，由于润滑油的密度大于气体，因此分离出来的润滑油处于壳体7的底部，而在壳体7上部进行气体排放就有效避免了气体和润滑油的再次混合，从而有效避免干净气体内再次混入润滑油。
事实上，油气分离组件通常会被安装在内燃机的曲轴箱内，而曲轴箱的气体压力是需要维持在一个特定的范围内，气体压力过高或者压力过低都会对内燃机造成不利影响，本发明实施例中对油气分离组件作了进一步优化，以期使其兼具曲轴箱内气体压力调节的作用，具体的，在壳体7内设置有调节阀，如图1中所示，该调压阀11可调节壳体内的气体压力，以便使壳体内的气体压力始终维持在预定范围内。压力调节阀可以采用市购件，由于压力调节阀的内部结构已经为本领域技术人员公知，因而本发明实施例中对此不再进行介绍。。本领域技术人员容易理解的是，排气压力预定范围的设定是根据曲轴箱的最优气体压力而设置的，针对不同的内燃机，由于其曲轴箱的最佳工作压力不同，调压阀11的排气压力也需要进行不同的设置。
由于油气混合物在经过静止过滤段之后，其中的油液将会被静止滤芯吸附，并在重力的作用下滴落至静止过滤段的正下方，为了能够将润滑油排净，本实施例中的排油孔13设置在静止骨架8的正下方，如图1中所示，更进一步的，为了能够将壳体7其他位置可能粘附的润滑油也汇集至排油孔13位置，还可在静止骨架8与排油孔13之间设置用于暂存润滑油的储油槽9。
当油气分离器组件设置在曲轴箱内时，尤其需要防止曲轴箱内的气体通过排油孔13进入到油气分离器组件内部，气体从排油孔13窜入油气分离器组件内部会影响油气分离器组件内的气流，造成油气分离器内气流紊乱，无法达到理想的油气分离效果，为此本实施例中在排油孔13处设置了单向阀10，该单向阀10仅允许油液流出排油孔13，而在反方向上，该单向阀10具有截止的特性，因而可以避免气体从排油孔13窜入油气分离器组件内部，当储油槽9内的油量达到一定高度，通过机油压力的作用，单向阀10被打开，分离出的机油直接回流至油底壳中，储油槽9内的油量降低到一定程度时，压力降低，单向阀10关闭。
静止过滤段的壳体7需要可靠的安装在内燃机的机体上，旋转分离段与静止过滤段的壳体7之间存在相对旋转，为此本发明实施例中使用骨架油封6对二者进行动密封，骨架油封6一方面能够保证二者相对运动，另一方面又能够保证油气分离器内部和外部气体不会产生相互干扰。
在实际制造过程中，静止滤芯的致密程度宜高于旋转滤芯2的致密程度，以便保证过滤效果。
本发明还公开了一种内燃机，该内燃机设置有与曲轴相通的油气分离器组件，该油气分离器组件为上述任意一实施例中所公开的油气分离器组件。
由于采用了上述油气分离器组件，因而该内燃机兼具上述油气分离器组件相应的技术优点，本文中对此不再进行赘述。
该油气分离器组件优选的设置在内燃机的齿轮箱内，例如齿轮箱内本身已有的齿轮作为旋转件即可，这也就无需额外设置外接管路，直接通过上述油气分离器组件的内部结构，即可实现润滑油的顺利回流。
尤其需要说明的是，本发明中的内燃机包括但不限于柴油机和汽油机。
以上对本发明所提供的油气分离器组件及内燃机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种油气分离器组件，其特征在于，包括旋转分离段和静止过滤段，其中，
所述旋转分离段包括：
转动件(3)，所述转动件(3)上开设有供油气混合物通过的通孔；
固定设置在所述转动件(3)外侧的旋转骨架(1)，所述旋转骨架(1)内设置有随所述旋转骨架(1)转动的旋转滤芯(2)；
固连在所述转动件(3)内侧的连接管(5)；
固连在所述转动件(3)上，且位于所述连接管(5)内的旋转叶轮(4)，所述旋转叶轮(4)用于将油气混合物吸入所述油气分离器组件内并为所述油气混合物通过所述油气分离器组件提供动力；
所述静止过滤段包括：
与所述连接管(5)密封配合的壳体(7)；
设置在所述壳体(7)内的静止骨架(8)，所述静止骨架(8)内设置有静止滤芯；
开设在所述壳体(7)上的排气孔(12)，以及开设在所述壳体(7)底部的排油孔(13)。
2.根据权利要求1所述的油气分离器组件，其特征在于，所述静止过滤段内设置有多个所述静止骨架(8)，且每个所述静止骨架(8)内均设置有所述静止滤芯。
3.根据权利要求1所述的油气分离器组件，其特征在于，所述排气孔(12)开设在所述壳体(7)的上部。
4.根据权利要求3所述的油气分离器组件，其特征在于，还包括设置在所述壳体(7)上，且用于调节所述壳体内气体压力维持在预定范围内的调压阀(11)。
5.根据权利要求1所述的油气分离器组件，其特征在于，所述排油孔(13)设置在所述静止骨架(8)的正下方。
6.根据权利要求5所述的油气分离器组件，其特征在于，所述静止骨架(8)与所述排油孔(13)之间设置有用于暂存润滑油的储油槽(9)。
7.根据权利要求6所述的油气分离器组件，其特征在于，还包括设置在所述排油孔(13)处，且仅允许油液流出所述排油孔(13)的单向阀(10)。
8.根据权利要求1所述的油气分离器组件，其特征在于，所述连接管(5)与所述壳体(7)采用骨架油封(6)密封配合。
9.一种内燃机，设置有与曲轴箱相通的油气分离器组件，其特征在于，所述油气分离器组件为如权利要求1-8任意一项所述的油气分离器组件。
10.根据权利要求9所述的油气分离器组件，其特征在于，所述油气分离组件设置在所述内燃机的齿轮箱内，且所述转动件(3)为所述齿轮箱内的齿轮。
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