CN215719030U - 发动机油气分离结构及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机油气分离技术领域，特别是涉及一种发动机油气分离结构及发动机。该发动机油气分离结构用于对发动机内的气液混合废气进行油气分离，该发动机油气分离结构包括：轮轴，设于发动机内，且沿着轮轴的轴线，轮轴内开设有贯穿的油气分离通道；叶轮，包括轮盘及多片叶片，轮盘安装于轮轴的一端，并能够在轮轴的带动下转动，多片叶片沿轮盘的周向间隔布设；当轮轴带动轮盘转动时，叶轮抽吸发动机内的气液混合废气，叶片能够将粘附于自身的气液混合废气中的至少部分液体甩离叶轮，且至少部分气液混合废气进入油气分离通道内。本实用新型的优点在于：结构简单、占用空间小且成本低。

Description

发动机油气分离结构及发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机油气分离技术领域，特别是涉及一种发动机油气分离结构及发动机。

背景技术

摩托车发动机在工作时，燃烧室中的部分高压可燃混合废气和已燃气体，会通过活塞单元与气缸之间的间隙漏入曲轴箱内，从而造成窜气；并且，发动机在运行中由于高温，机油会有一定的挥发；同时，为了保证旋转部件的润滑，机油也会供给到旋转部件，旋转部件会在工作时将机油甩出，从而使发动机内部处于油雾弥漫的环境，为了保证发动机性能等其他要求必须实现油气分离。

现有为了实现油气分离的目的，设置了专用的油气分离器零部件，并且在发动机箱体或者气缸盖处相应的预留了油气分离迷宫来达到油气分离的目的；从而导致零部件过多，发动机整体结构复杂冗余且成本过高。

实用新型内容

有鉴于此，针对上述技术问题，有必要提供一种结构简单、占用空间小且成本低的发动机油气分离结构及发动机。

为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种发动机油气分离结构，用于对发动机内的气液混合废气进行油气分离，所述发动机油气分离结构包括：

轮轴，设于所述发动机内，且沿着所述轮轴的轴线，所述轮轴内开设有贯穿的油气分离通道；

叶轮，包括轮盘及多片叶片，所述轮盘安装于所述轮轴的一端，并能够在所述轮轴的带动下转动，多片所述叶片沿所述轮盘的周向间隔布设；

当所述轮轴带动所述轮盘转动时，所述叶轮抽吸所述发动机内的气液混合废气，所述叶片能够将粘附于自身的气液混合废气中的至少部分液体甩离所述叶轮，且至少部分气液混合废气进入所述油气分离通道内。

在本申请中，将叶轮设置于轮轴上，通过轮轴带动叶轮转动，使叶轮能够对发动机内的气液混合废气进行抽吸，将气液混合废气吸入发动机油气分离结构内；并且，由于叶片的分布，叶片能够将粘附于自身的气液混合废气中的至少部分液体甩离叶轮，从而实现第一次液气分离；部分气液混合废气经第一次液气分离后进入轮轴的油气分离通道内，在油气分离通道内进行第二次液气分离；如此，结构简单、占用空间小，无需设置专门的油气分离器零部件对气液混合废气进行油气分离，降低成本。

在其中一个实施例中，所述叶片呈圆弧状。

如此设置，由于气液混合废气中机油等液体类物质的自身特性，导致其在与叶片接触时会粘附在叶片表面上；将叶片设置成圆弧状，一方面，能够增加叶片与气液混合废气的接触面积，使得气液混合废气中的大部分液体粘附于叶片，并经叶片甩离叶轮，实现一次油气分离。

在其中一个实施例中，所述叶片朝所述轮轴的方向凸设于所述轮盘上，且沿所述轮盘的中心至所述轮盘的周向方向，所述叶片凸出的高度呈递减趋势。

如此设置，由于气液混合废气中的大部分液体粘附于叶片表面，且叶轮的转动会产生离心力，沿轮盘的中心至轮盘的周向方向，叶片凸出的高度呈递减趋势，能够使液体更快速地甩离叶片表面。

在其中一个实施例中，所述发动机油气分离结构还包括连接盘，所述轮轴靠近所述叶轮的一端伸入所述连接盘内，并与所述连接盘连接；所述叶轮连接于所述连接盘上。

如此设置，提高发动机油气分离结构连接的稳固性。

在其中一个实施例中，所述叶轮卡接于所述连接盘上；所述轮盘朝向所述连接盘的一侧凸设有弹臂，所述连接盘开设有卡槽，所述弹臂能够穿设所述卡槽，并抵接于所述连接盘上。

如此设置，通过卡接的形式连接，便于安装及拆卸，节省时间且使用便捷。

在其中一个实施例中，所述弹臂的一端设有倒扣，所述倒扣随所述弹臂穿设所述卡槽，并与所述连接盘靠近所述轮轴的一侧面相抵靠。

如此设置，倒扣能够加强叶轮与连接盘之间连接的稳固性，避免弹臂从卡槽内脱出的情况。

在其中一个实施例中，所述油气分离通道内至少形成有一个台阶，以阻挡气液混合废气中的部分液体继续沿所述油气分离通道的内壁流动。

如此设置，由于牛顿粘性定律，油气分离通道的内壁有粗糙度，且气液混合废气中的液体具有粘性，使紧靠油气分离通道内壁处的流体速度趋于零，从油气分离通道的内壁到中心，速度将有一定的梯度变化，靠近中心时的速度达到最大；由于离心力的作用，又使得大部分液体会沿内壁流动，故，台阶的设置能够阻挡部分液体继续沿内壁流动，从而实现第二次油气分离，结构简单且成本低。

在其中一个实施例中，所述油气分离通道具有进口段、中间段及出口段，所述中间段的两端分别与所述进口段、所述出口段连通，且所述中间段的直径小于所述进口段及所述出口段的直径，所述中间段与所述进口段及所述出口段之间分别形成有所述台阶。

在其中一个实施例中，所述油气分离通道具有进口段及出口段，所述进口段与所述出口段连通，且所述出口段的直径小于所述进口段的直径，所述进口段与所述出口段之间形成有所述台阶。

如此设置，便于在油气分离通道内实现第二次油气分离。

本申请还提供一种发动机，包括燃烧室、过滤组件以及以上所述的发动机油气分离结构；所述燃烧室位于所述发动机内，所述过滤组件分别与所述油气分离通道及所述燃烧室连通；

所述发动机油气分离结构能够抽吸从所述燃烧室窜出的气液混合废气，所述过滤组件能够将所述油气分离通道内的气液混合废气抽吸过滤，并输送至所述燃烧室内。

如此设置，燃烧室窜出的气液混合废气能够将发动机油气分离结构的抽吸，进入过滤组件内；由于发动机油气分离结构的两次液气分离，即油气分离，能够减少液体进入过滤组件内，从而能够保证过滤组件的集油问题；同时，经过滤组件过滤处理后，排回至燃烧室内，净化率高，使气液混合废气得到充分利用，能够提高发动机的经济性。

与现有技术相比，本申请提供的一种发动机油气分离结构，将叶轮设置于轮轴上，通过轮轴带动叶轮转动，使叶轮能够对发动机内的气液混合废气进行抽吸，将气液混合废气吸入发动机油气分离结构内；并且，由于叶片的分布，叶片能够将粘附于自身的气液混合废气中的至少部分液体甩离叶轮，从而实现第一次液气分离；部分气液混合废气经第一次液气分离后进入轮轴的油气分离通道内，在油气分离通道内进行第二次液气分离；如此，结构简单、占用空间小，无需设置专门的油气分离器零部件对气液混合废气进行油气分离，降低成本。

附图说明

图1为本申请提供的发动机一内部视角的部分示意图；

图2为本申请提供的发动机另一内部视角的部分示意图；

图3为本申请提供的油气分离结构的截面示意图；

图4为本申请提供的叶轮的结构示意图；

图5为本申请提供的一实施例中油气分离通道的简化示意图；

图6为本申请提供的另一实施例中油气分离通道的简化示意图。

图中，100、发动机；10、发动机机体；11、内腔；20、曲轴箱室；21、气缸；211、燃烧室；22、曲柄连杆组件；221、活塞；222、连杆；223、曲轴；30、集油室；40、油气分离结构；41、轮轴；411、油气分离通道；4111、进口段；4112、中间段；4113、出口段；412、台阶；42、叶轮；421、轮盘；422、弹臂；4221、倒扣；423、叶片；43、连接盘；431、卡槽；50、链条运作区；51、传动链条；60、过滤组件；70、通风管；80、进气管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本申请提供一种发动机100，该发动机100包括发动机机体10、曲轴箱室20、集油室30及油气分离结构40；油气分离结构40用于对发动机100内的气液混合废气进行油气分离。

请继续参阅图1，发动机机体10具有内腔11，曲轴箱室20、集油室30及油气分离结构40均位于内腔11中。曲轴箱室20具有气缸21及曲柄连杆组件22，气缸21内具有燃烧室211，部分曲柄连杆组件22伸入气缸21，且能够在气缸21内运动；集油室30沿竖直方向位于曲轴箱室20的下方，并与曲轴箱室20连通，部分曲柄连杆组件22位于集油室30内；油气分离结构40具有油气分离通道411，且油气分离结构40能够引导燃烧室211窜出的气液混合废气依次经曲轴箱室20、集油室30、油气分离通道411排出，从而简化发动机100的结构。

现有在发动机机体10的外部设置连接管组来排出内腔11中的气液混合废气，即在曲轴箱室20与下述的过滤组件60之间设置连接管组，将窜入曲轴箱室20内的气液混合废气通过连接管组导向过滤组件60内，以实现过滤通风；但连接管组的设置会导致占用空间过大等问题。

本申请的设置，能够减小发动机100的整体重量及占用空间，能够大大降低成本。需要说明的是，本申请中的气液混合废气包括气体及液体，气体为未燃的燃油气、水蒸气和废气等，液体主要为油类物质。

请参阅图1，内腔11还包括链条运作区50，链条运作区50位于曲轴箱室20的一侧，且链条运作区50与曲轴箱室20通过集油室30连通；油气分离通道411的一端与链条运作区50连通；使得燃烧室211窜出的气液混合废气只能沿着设置好的路线去流通，即燃烧室211窜出的气液混合废气依次经曲轴箱室20、集油室30、链条运作区50进入油气分离通道411内。一方面，能够使气液混合废气集中流动，从而改善内腔11中油雾弥漫的环境状态；另一方面，当气液混合废气从曲轴箱室20到集油室30时，由于集油室30存在一定的机油，气液混合废气接触到机油液面，使得气液混合废气中携带的较大颗粒液体先被吸附走一部分。

需要说明的是，图1及图2中的箭头表示气液混合废气的流通路线:气液混合废气依次流经曲轴箱室20、集油室30、链条运作区50进入油气分离通道411，再从油气分离通道411进入过滤组件60，经过过滤组件60的过滤后的气液混合废气，再进入燃烧室211内。

链条运作区50内设有传动链条51，传动链条51一端与曲柄连杆组件22连接，另一端与油气分离结构40连接；曲柄连杆组件22能够带动油气分离结构40转动，以将从曲轴箱室20、集油室30进入链条运作区50的至少部分气液混合废气抽吸入油气分离通道411内，结构简单且故障率低。

请继续参阅图1，发动机100还包括过滤组件60，过滤组件60位于发动机机体10的外部且安装于发动机机体10上，过滤组件60的一端与油气分离通道411远离链条运作区50的一端连通，过滤组件60的另一端与燃烧室211连通。过滤组件60能够抽吸油气分离通道411内的气液混合废气，并经过滤后排至燃烧室211内；能够改善内腔11中的环境，净化率高，并且，能够使气液混合废气能够得到充分利用，从而提高发动机100的经济性。

具体地，过滤组件60为空气滤清器；空气滤清器的滤清效率高、流动阻力低、能较长时间连续使用。

发动机100还包括通风管70及进气管80，通风管70的一端与油气分离通道411远离链条运作区50的一端连通，通风管70的另一端与过滤组件60连通；进气管80的一端与过滤组件60连通，另一端与燃烧室211连通。

由于发动机100内部通常处于油雾弥漫的环境，为了保证发动机100性能等其他要求必须实现油气分离，现有为了实现油气分离的目的，设置了专用的油气分离器零部件，并且在发动机箱体或者气缸盖处相应的预留了油气分离迷宫来达到油气分离的目的；从而导致零部件过多，整体结构复杂冗余且成本过高。

请参阅图3，本申请的油气分离结构40包括轮轴41及叶轮42，沿着轮轴41的轴线，轮轴41内开设有贯穿的上述油气分离通道411；轮轴41的一端与通风管70连接，叶轮42安装于轮轴41的另一端，叶轮42能够将链条运作区50的气液混合废气抽吸至油气分离通道411内。

将叶轮42设置于轮轴41上，通过轮轴41带动叶轮42转动，使叶轮42能够对内腔11的气液混合废气进行抽吸，将气液混合废气吸入油气分离通道411内，再排入过滤组件60进行过滤；并且，由于叶轮42的产生的抽吸作用，使得气液混合废气能够依次经曲轴箱室20、集油室30进入链条运作区50，再被抽吸入油气分离通道411内；如此，结构简单、占用空间小，且无需在曲轴箱室20与过滤组件60之间设置专门的连接管组进行气液混合废气的流通，降低成本。

进一步地，请参阅图4，叶轮42包括轮盘421及多片叶片423，轮盘421安装于轮轴41的一端，并能够在轮轴41的带动下转动，多片叶片423沿轮盘421的周向间隔布设。当轮轴41带动轮盘421转动时，叶轮42抽吸发动机100内的气液混合废气，叶片423能够将粘附于自身的气液混合废气中的至少部分液体甩离叶轮42，且至少部分气液混合废气进入油气分离通道411内。

由于气液混合废气中机油等液体类物质的自身特性，导致其在与叶片423接触时会粘附在叶片423表面上，叶轮42转动时，叶片423能够将粘附于自身的气液混合废气中的至少部分液体甩离叶轮42，从而实现一次液气分离，即油气分离，减少液体进入过滤组件60内，从而能够保证过滤组件60的集油问题。

具体地，叶片423呈圆弧状；一方面，能够增加叶片423与气液混合废气的接触面积，使得气液混合废气中的大部分液体粘附于叶片423，并经叶片423甩离叶轮42，实现一次油气分离。当然，在其他实施例中，可以根据实际需求改变叶片423的形状，只有能够起到相同作用即可。

具体地，叶片423朝轮轴41的方向凸设于轮盘421上，且沿轮盘421的中心至轮盘421的周向方向，叶片423凸出的高度呈递减趋势。由于气液混合废气中的大部分液体粘附于叶片423表面，且叶轮42的转动会产生离心力，沿轮盘421的中心至轮盘421的周向方向，叶片423凸出的高度呈递减趋势，能够使液体更快速地甩离叶片423表面。

请参阅图3，发动机100油气分离结构40还包括连接盘43，轮轴41靠近叶轮42的一端伸入连接盘43内，并与连接盘43连接；叶轮42连接于连接盘43上，从而提高油气分离结构40连接的稳固性。

进一步地，叶轮42卡接于连接盘43上；轮盘421朝向连接盘43的一侧凸设有弹臂422，连接盘43开设有卡槽431，弹臂422能够穿设卡槽431，并抵接于连接盘43上。通过卡接的形式连接，便于安装及拆卸，节省时间且使用便捷。当然，在其他实施例中，可以根据实际需求改变连接方式，如叶轮42通过螺接等方式连接于连接盘43上。

具体地，弹臂422的一端设有倒扣4221，倒扣4221随弹臂422穿设卡槽431，并与连接盘43靠近轮轴41的一侧面相抵靠；倒扣4221能够加强叶轮42与连接盘43之间连接的稳固性，避免弹臂422从卡槽431内脱出的情况。

请参阅图5及图6，油气分离通道411内至少形成有一个台阶412，以阻挡气液混合废气中的部分液体继续沿油气分离通道411的内壁流动。部分气液混合废气经一次液气分离后进入油气分离通道411内，通过设置台阶412，使气液混合废气能够在油气分离通道411内进行第二次液气分离。

由于牛顿粘性定律，油气分离通道411的内壁有粗糙度，且气液混合废气中的液体具有粘性，使紧靠油气分离通道411内壁处的流体速度趋于零，从油气分离通道411的内壁到中心，速度将有一定的梯度变化，靠近中心时的速度达到最大；由于离心力的作用，又使得大部分液体会沿内壁流动，故，台阶412的设置能够阻挡部分液体继续沿油气分离通道411内壁流动，从而实现第二次油气分离，结构简单且成本低。

请参阅图5，在一实施例中，油气分离通道411具有进口段4111、中间段4112及出口段4113，中间段4112的两端分别与进口段4111、出口段4113连通，且中间段4112的直径小于进口段4111及出口段4113的直径，中间段4112与进口段4111及出口段4113之间分别形成有台阶412。从而阻挡部分液体继续沿油气分离通道411内壁流动，实现第二次油气分离。

请参阅图6，在另一实施中，油气分离通道411具有进口段4111及出口段4113，进口段4111与出口段4113连通，且出口段4113的直径小于进口段4111的直径，进口段4111与出口段4113之间形成有台阶412。便于在油气分离通道411内实现第二次油气分离。

请参阅图1，曲柄连杆组件22包括活塞221、连杆222及曲轴223，活塞221位于气缸21内，且能够在气缸21内做升降运动；连杆222一端与活塞221连接，另一端与曲轴223连接，连杆222及曲柄能够在活塞221的带动下运动。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种发动机油气分离结构，用于对发动机内的气液混合废气进行油气分离，其特征在于，所述发动机油气分离结构包括：

轮轴，设于所述发动机内，且沿着所述轮轴的轴线，所述轮轴内开设有贯穿的油气分离通道；

叶轮，包括轮盘及多片叶片，所述轮盘安装于所述轮轴的一端，并能够在所述轮轴的带动下转动，多片所述叶片沿所述轮盘的周向间隔布设；

当所述轮轴带动所述轮盘转动时，所述叶轮抽吸所述发动机内的气液混合废气，所述叶片能够将粘附于自身的气液混合废气中的至少部分液体甩离所述叶轮，且至少部分气液混合废气进入所述油气分离通道内。

2.根据权利要求1所述的发动机油气分离结构，其特征在于，所述叶片呈圆弧状。

3.根据权利要求1所述的发动机油气分离结构，其特征在于，所述叶片朝所述轮轴的方向凸设于所述轮盘上，且沿所述轮盘的中心至所述轮盘的周向方向，所述叶片凸出的高度呈递减趋势。

4.根据权利要求1所述的发动机油气分离结构，其特征在于，所述发动机油气分离结构还包括连接盘，所述轮轴靠近所述叶轮的一端伸入所述连接盘内，并与所述连接盘连接；所述叶轮连接于所述连接盘上。

5.根据权利要求4所述的发动机油气分离结构，其特征在于，所述叶轮卡接于所述连接盘上；所述轮盘朝向所述连接盘的一侧凸设有弹臂，所述连接盘开设有卡槽，所述弹臂能够穿设所述卡槽，并抵接于所述连接盘上。

6.根据权利要求5所述的发动机油气分离结构，其特征在于，所述弹臂的一端设有倒扣，所述倒扣随所述弹臂穿设所述卡槽，并与所述连接盘靠近所述轮轴的一侧面相抵靠。

7.根据权利要求1所述的发动机油气分离结构，其特征在于，所述油气分离通道内至少形成有一个台阶，以阻挡气液混合废气中的部分液体继续沿所述油气分离通道的内壁流动。

8.根据权利要求7所述的发动机油气分离结构，其特征在于，所述油气分离通道具有进口段、中间段及出口段，所述中间段的两端分别与所述进口段、所述出口段连通，且所述中间段的直径小于所述进口段及所述出口段的直径，所述中间段与所述进口段及所述出口段之间分别形成有所述台阶。

9.根据权利要求7所述的发动机油气分离结构，其特征在于，所述油气分离通道具有进口段及出口段，所述进口段与所述出口段连通，且所述出口段的直径小于所述进口段的直径，所述进口段与所述出口段之间形成有所述台阶。

10.一种发动机，其特征在于，包括燃烧室、过滤组件以及如权利要求1-9任意一项所述的发动机油气分离结构；所述燃烧室位于所述发动机内，所述过滤组件分别与所述油气分离通道及所述燃烧室连通；

所述发动机油气分离结构能够抽吸从所述燃烧室窜出的气液混合废气，所述过滤组件能够将所述油气分离通道内的气液混合废气抽吸过滤，并输送至所述燃烧室内。

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