CN109154219B - 用于在内燃机中从气溶胶分离油的油分离器、内燃机和机动车 - Google Patents

用于在内燃机中从气溶胶分离油的油分离器、内燃机和机动车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在内燃机中从气溶胶分离油的油分离器，该油分离器具有：壳体(5)，其具有用于气溶胶的进入开口(11)；可围绕转动轴线旋转驱动的叶轮(9)，其适配成用于产生沿着叶轮轴向方向的气溶胶流并且设置在壳体中；以及碰撞壁(15)。叶轮的轴向且朝气流下游地指向的投影投射到碰撞壁上，叶轮的轴向且朝气流上游地指向的投影的至少一部分投射到进入开口上。壳体具有比叶轮径向更为靠外的空气排出开口(13)。径向在空气排出开口之内构成有分隔壁(16)，其沿径向方向看覆盖空气排出开口的整个面，通过分隔壁在空气排出开口的区域中构成迷宫式阻隔器件。本发明涉及一种具有这样的油分离器的内燃机和一种具有这样的内燃机的机动车。

Description

用于在内燃机中从气溶胶分离油的油分离器、内燃机和机 动车
技术领域
本发明涉及一种用于在内燃机中从气溶胶分离油的油分离器、一种具有这样的油分离器的内燃机以及一种具有这样的内燃机的机动车。
背景技术
在内燃机运行时不可避免的是，所谓的窜漏气体通过活塞环间隙上的轻微不密封性从燃烧室泄露到内燃机的曲轴箱中。所述窜漏气体通常重新供应给内燃机的接着的燃烧循环。在穿流曲轴箱之后，位于曲轴箱中的油被窜漏气体吸收。如果该气溶胶(具有油的窜漏气体)重新供应给燃烧室，则这可能在长期运行时导致进气阀、活塞和燃烧室结焦。因此在窜漏气体重新供应给燃烧室之前，应将油从气溶胶尽可能地分离出来。为此，从现有技术已知油分离器。
发明内容
本发明的任务在于提供一种还更高效的油分离器。所述任务利用按照本发明的油分离器解决。
按照本发明的一种实施例，本发明提供一种用于在内燃机中从气溶胶分离油的油分离器，所述油分离器具有：壳体，所述壳体具有用于气溶胶的进入开口；可围绕转动轴线旋转驱动的叶轮，所述叶轮适配成用于产生沿着叶轮的轴向方向(亦即平行于转动方向)的气溶胶流并且设置在壳体中；以及碰撞壁，所述碰撞壁构成为使得所述叶轮的轴向(亦即平行于叶轮的转动轴线)且朝气流下游地指向的投影投射到碰撞壁上，其中，所述叶轮的轴向且朝气流上游地指向的投影的至少一部分投射到进入开口上。所述叶轮为轴向叶轮，所述叶轮在围绕其转动轴线转动时产生平行于其转动轴线的流。所述壳体具有至少一个空气排出开口，所述空气排出开口比叶轮径向更为靠外。径向在空气排出开口之内构成有分隔壁，从而在空气排出开口与分隔壁之间构成有缝隙，其中，分隔壁沿轴向方向比空气排出开口更远地朝向碰撞壁延伸，并且分隔壁沿径向方向看覆盖空气排出开口的整个面，通过该分隔壁在空气排出开口的区域中构成迷宫式阻隔器件。
通过直线地加速气溶胶(所述加速通过如下方式实现，即，进入开口直线地设置在叶轮的轴向延长部中)以及将其朝向碰撞壁直线地进一步运送，气溶胶以高速度碰撞到碰撞壁上。通过该高速度良好地分离油、亦即基本上分成窜漏气体和油。被分离出的油可以由重力决定地在碰撞壁上向下流动并且重新运送回到曲轴箱内，而残留的窜漏气体可以通过处于尽可能远地处于上方(亦即逆着重力)的空气排出开口泄露并且重新引导至燃烧室。油分离器的构造通过应用轴向叶轮也具有与现有技术中的其他油分离器更低的复杂度。
按照本发明的另一种实施例，所述空气排出开口在油分离器的预定的安装位置中设置在壳体的背离重力的半部中。
按照本发明，径向在空气排出开口之内构成有分隔壁，从而在空气排出开口与分隔壁之间构成有缝隙，其中，分隔壁沿轴向方向比空气排出开口更远地朝向碰撞壁延伸，并且分隔壁沿径向方向看覆盖空气排出开口的整个面。通过该分隔壁，在空气排出开口的区域中构成迷宫式阻隔器件，所述迷宫式阻隔器件导致从气溶胶进一步分离油。此外，附加地阻止气溶胶被叶轮直接甩向空气排出开口。
按照本发明的另一种实施例，所述碰撞壁是壳体的内壁。
按照本发明的另一种实施例，所述油分离器还具有至少一个油排出开口，所述油排出开口在预定的安装位置中设置在壳体的朝向重力的半部中。
按照本发明的另一种实施例，所述油分离器还具有位于转动轴线上并且从壳体伸出的嵌接元件，以用于驱动叶轮。所述嵌接元件这样适配为直接耦联到内燃机的凸轮轴上。
按照本发明的另一种实施例，所述进入开口包围嵌接元件。进入开口和嵌接元件的这种布置结构支持直线布置和与此相联系的直线的气溶胶流产生。
此外，本发明涉及一种内燃机，所述内燃机具有曲轴箱、按照上述实施例之一所述的油分离器，所述分离器的入口通入到曲轴箱的内腔中，其中，所述叶轮耦联到内燃机的凸轮轴上并且可由该凸轮轴驱动。
此外，本发明涉及一种机动车，所述机动车具有这样的内燃机。
附图说明
以下参考附图描述本发明的优选的实施例。在这些附图中以下示出：
图1示意性地示出具有按照本发明的油分离器的内燃机；
图2以三维视图示出按照本发明的油分离器，以及
图3示出按照本发明的油分离器的三维的剖视图。
具体实施方式
图1示意性地示出用于机动车的内燃机1。内燃机1具有一个曲轴箱2和一个曲轴3，按照本发明的油分离器4可耦联到所述曲轴上。
图2示出按照本发明的油分离器4的三维视图。所述油分离器具有带有法兰颈6的壳体5，所述法兰颈可***到曲轴箱2中以及具有紧固臂7，利用所述紧固臂可将壳体5紧固在曲轴箱2上。通过嵌接元件8，所述油分离器4可与曲轴3耦联并且可由所述曲轴驱动。
图3示出图2中的油分离器4的三维的剖视图，其中，图3是沿着叶轮9的转动轴线的剖视图。所述叶轮9为轴向叶轮，亦即在围绕其转动轴线转动时，叶轮9产生平行于其转动轴线的流。叶轮9装配在轴10上并且与所述轴不可相对转动地连接。所述轴10又可转动地与壳体5连接并且相对于壳体5可转动地支承。叶轮9包括一个紧固在轴10上的基体，在所述基体的径向指向外的侧面上设置有多个叶片。
所述叶轮9完全设置在壳体5中，所述壳体在其曲轴箱侧的端部上具有圆形的进入开口11，由该进入开口出发远离曲轴箱侧的端部地阶梯形地并且带有阶段式扩大的直径地朝向其具有最大外直径的外表面12延伸，所述外表面配设有空气排出开口13。油分离器4具有相对于曲轴箱2的预定的安装位置，其中，优选地应将空气排出开口13设置在外表面12的如下位置上，所述位置在该预定的安装位置中尽可能远地远离油分离器4的朝向重力的侧面。在与进入开口对置的侧面上，壳体5配设有后壁14，所述后壁优选具有圆形平板的形状并且直接连接到外表面12上。
在曲轴箱侧的端部上，轴10配设有嵌接元件8，从而轴10并且叶轮9以所述轴通过可耦联到曲轴3上的嵌接元件8可转动地驱动。嵌接元件8在示出的情况下呈圆盘形状，所述圆盘带有曲轴箱侧的横向延伸的嵌接凸起。然而，嵌接元件8也可以具有联锁的耦联机构的任意其他形状。
嵌接元件8设置在进入开口11的区域中并且径向地设置在所述进入开口内部，从而提供用于流入到壳体5中的进入横截面缩小并且具有圆形形状。叶轮9的叶片的轴向投影(亦即叶片沿着平行于转动轴线的直线延伸的假象投影)基本上延伸通过进入横截面。由此，确保气溶胶从曲轴箱直线轴向地流入。在运行中，叶轮使流入的气溶胶直线地加速并且将气溶胶甩向后壁14的内侧，所述后壁作为碰撞壁15起作用。所述气溶胶流在图3中以各箭头18表示。在气溶胶微粒碰撞到碰撞壁15上时，油从气溶胶被分离出来，从而气溶胶基本上分为空气和油。在此，对于本领域技术人员自然清楚的是，所述分离不完美地进行至100％。所分离的油份额可以在碰撞壁15上基于重力下落并且从油排出开口(未示出)重新导回到曲轴箱2中。油排出开口在此在预定的安装位置中尽可能靠近地设置在油分离器4的朝向重力的侧面上。
在分离出油份额之后残留的空气通过空气排出开口13从油分离器导出，如通过图3中的箭头19所表示的那样。所述空气又可以供应给燃烧室。
径向地在空气排出开口13之内构成有分隔壁16，从而在空气排出开口13和分隔壁16之间构成有缝隙17，其中，分隔壁16沿轴向方向比空气排出开口13更远地朝向碰撞壁15，并且分隔壁16沿径向方向看覆盖空气排出开口13的整个面。
虽然在附图和以上的说明书中详细地阐述和说明了本发明，但是所述阐述和说明应被理解为示意性或示例性的并且不应理解为限制性的，并且不应有意地将本发明限制于所公开的实施例。确定的特征在不同的实施方式中被提到，而单纯这样的事实并不应意味着，这些特征的组合也不能有利地利用。

Claims (8)

1.一种油分离器(4)，用于在内燃机(1)中从气溶胶分离油，所述油分离器具有：
壳体(5)，所述壳体具有用于气溶胶的进入开口(11)；
可围绕转动轴线旋转驱动的叶轮(9)，所述叶轮适配成用于产生沿着叶轮(9)的轴向方向的气溶胶流并且设置在壳体(5)中；以及
碰撞壁(15)，所述碰撞壁构成为使得所述叶轮(9)的轴向且朝气流下游地指向的投影投射到碰撞壁(15)上，其中，所述叶轮(9)的轴向且朝气流上游地指向的投影的至少一部分投射到进入开口(11)上；
其中，所述叶轮(9)为轴向叶轮，所述叶轮(9)在围绕其转动轴线转动时产生平行于其转动轴线的流；
其中，所述壳体(5)具有至少一个空气排出开口(13)，所述空气排出开口比叶轮(9)径向更为靠外；
其中，径向在空气排出开口(13)之内构成有分隔壁(16)，从而在空气排出开口(13)与分隔壁(16)之间构成有缝隙(17)，其中，分隔壁(16)沿轴向方向比空气排出开口(13)更远地朝向碰撞壁(15)延伸，并且分隔壁(16)沿径向方向看覆盖空气排出开口(13)的整个面，通过该分隔壁(16)在空气排出开口(13)的区域中构成迷宫式阻隔器件。
2.按照权利要求1所述的油分离器(4)，其中，所述空气排出开口(13)在油分离器(4)的预定的安装位置中设置在壳体(5)的背离重力的半部中。
3.按照权利要求1或2所述的油分离器(4)，其中，所述碰撞壁(15)是壳体(5)的内壁。
4.按照权利要求1或2所述的油分离器(4)，其中，所述油分离器还具有至少一个油排出开口，所述油排出开口在预定的安装位置中设置在壳体(5)的朝向重力的半部中。
5.按照权利要求1或2所述的油分离器(4)，其中，所述油分离器还具有位于转动轴线上并且从壳体(5)伸出的嵌接元件(8)，以用于驱动叶轮(9)。
6.按照权利要求5所述的油分离器(4)，其中，所述进入开口(11)包围嵌接元件(8)。
7.一种内燃机(1)，其具有：
曲轴箱(2)，以及
按照权利要求1至6之一所述的油分离器(4)，所述油分离器的入口通入到曲轴箱(2)的内腔中，
其中，所述叶轮(9)耦联到内燃机(1)的凸轮轴(3)上并且能由该凸轮轴驱动。
8.一种机动车，其具有按照权利要求7所述的内燃机(1)。
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