CN109236411A - 一种树状板式发动机油气分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种树状板式发动机油气分离装置。该树状板式发动机油气分离装置包括安装在气缸盖罩内安装槽的预分离装置和初分离装置，所述安装槽开设有进气孔，所述预分离装置包括第一滤孔板、第一滤挡板、第二滤孔板、滤芯、第二滤挡板、底板、第一回油腔、第一回油管、第二回油腔和第二回油管；该树状板式发动机油气分离装置能够对油气混合物进行二次加速，分别分离大油滴和小油滴并通过回油腔流出，分离效率高；在小油滴的吸附上，滤芯由于二次加速的冲击力不会有残留物堵塞，因此无需定期更换滤芯，能够解决定期更换维护问题。

Description

一种树状板式发动机油气分离装置

技术领域

本发明属于油气分离技术领域，具体涉及一种树状板式发动机油气分离装置。

背景技术

发动机在工作时产生的油气进入燃烧室参加燃烧，这一部分油气中含有的机油通常不能完全燃烧，而是连同废气一起经活塞环窜入曲轴箱内，进入到曲轴箱后，该部分机油蒸汽凝结变稀，性能下降，而且可燃混合气和废气进入曲轴箱内还会使得曲轴箱内压力增大，机油从曲轴油封、衬垫等处渗漏，增加发动机运转过程中对大气的污染，因此，需要通过在气缸盖罩中集成油气分离器来对发动机排除的油气进行分离，传统的气缸盖罩只能进行单次分离，效果并不能达到预期。

如公开号为CN205559013U的中国实用新型专利“一种气缸盖罩”，包括气缸盖罩本体，气缸盖罩本体内侧形成有油气预分离腔室，该油气预分离腔室设有预分离进气口和预分离出气口，在油气预分离室内从所述预分离进气口到所述预分离出气口依次设有沿垂直方向间隔排列的多个横向隔板和沿水平方向呈迷宫式间隔排列的多个纵向隔板，横向隔板与纵向隔板之间形成连通预分离进气口和预分离出气口的迷宫式的油气通道，并在气缸盖罩外侧壁集成有油气分离器。通过以上内容可以发现，现有技术中气缸盖罩油气预分离的核心在于横向隔板与纵向隔板之间形成的迷宫式的油气通道，但其单层结构油气分离能力差，无法分离细小油滴。

如公开号为CN108049937A的中国发明专利申请“气缸盖罩内置油气分离系统”，内置油气分离器，包括：盖罩本体以及设置在该盖罩本体一侧的迷宫腔体和底盖，所述迷宫腔体的一端设置有延伸至盖罩外部的出气接管，顶部开设有呼吸器插口；该迷宫腔体内设有粗滤孔板、迂回式整流结构、精滤孔板和隔位板。通过以上内容可以发现，现有技术中气缸盖罩油气预分离装置设有粗滤孔板和迂回式整流结构，其可以用于油气分离，但超大油滴(直径大于10um的油滴)与大油滴(指油滴直径为2～10um)容易混杂，且不具有油滴吸附和导流效果，会导致进入精滤孔板的油滴直径仍然很大，对于处理小油滴(指油滴直径为0.1～2um)有非常大的影响；现有技术所公开的迂回式整流结构无法解决油气混合物在高速碰撞时产生的油滴二次破碎(碰撞飞溅)问题，油滴流经碰撞迂回式整流结构后无法吸附回收，仍会随着油气混合物流向出口，分离效率低下。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种新的隔板气驱式发动机油气分离装置，既能分级分离超大油滴、大油滴和细小油滴，而且分离效率高，还能解决油滴吸附回收以及碰撞飞溅的问题，亦不需要定期维护更换滤芯，能满足国六发动机要求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种树状板式发动机油气分离装置，包括：设置在气缸盖罩内安装槽的预分离装置和初分离装置，所述安装槽开设有用于接收曲轴箱中油气混合物的进气孔，所述气缸盖罩还设有用于将分离后的废气排出的排气孔，所述气缸盖罩、预分离装置和初分离装置组合形成油气通道，所述初分离装置由至少两个树状挡板组成，树状挡板表面具有“树枝”凸起节点，有利于增强对油气混合物中超大油滴的碰撞分离，由所述树状挡板组成的弯曲通道对于分离超大油滴具有较好的效果，所述树状挡板平行布置在安装槽内；

所述预分离装置包括平行布置在底板上的第一滤孔板和第一滤挡板、底板上的第一回油腔和其下的第一回油管组成的粗分离装置，所述粗分离装置位于初分离装置后方，用于对油气混合物进行加速碰撞进一步分离大油滴；第二滤孔板、滤芯和第二滤挡板、底板上的第二回油腔和其下的第二回油管组成的细分离装置，所述细分离装置位于粗分离装置后方，用于对油气混合物进行再次加速碰撞进一步分离小油滴，所述排气孔设置在细分离装置后方，所述排气孔用于排出分离后的废气。

所述粗分离装置中的第一滤孔板上设置有用于对油气混合物进行加速的粗滤孔；在一个实施例中，所述第一滤挡板上设置有用于导流油滴到第一回油腔的一滤筋条，在又一个实施例中，所述第一滤挡板上设置有用于增加油气碰撞接触面积的针状凸起部，所述针状凸起部能够有效防止油滴由于高速碰撞造成二次破碎，提高油气分离效率；所述第一回油腔设置在第一滤挡板的下方，所述第一滤挡板为非封闭的开口结构以便油气混合物的流动，所述第一回油管设置在第一回油腔的底部。

在一个实施例中，所述细分离装置中的第二滤孔板、滤芯和第二滤挡板彼此紧贴地布置在底板上；所述第二滤孔板上设置有用于对油气混合物进行二次加速的细滤孔，所述第二滤挡板上设置有用于碰撞分离小油滴并导流小油滴到第二回油腔的二滤筋条，所述第二回油腔设置在第二滤挡板后方，所述第二滤挡板为非封闭的开口结构，所述第二回油管设置在第二回油腔的底部。

在一个实施例中，所述预分离装置还包括凹形挡板，所述凹形挡板为开口结构便于形成油气通道，所述凹形挡板还设置有用于碰撞分离油滴并导流到第二回油腔的三滤筋条；油气混合物对凹形挡板进行撞击，油滴通过三滤筋条流入第二回油腔，其余油气混合物流经凹形挡板的开口结构(油气通道)进入排气孔。

在一个实施例中，在所述第一回油管和第二回油管还设有防止废气反冲进入预分离装置的伞形回油阀，可以有效防止因废气反冲而影响油气预分离效率。所述气缸盖罩上还设置有用于排出油气混合物的出气管，所述出气管的设置可以将预分离后的油气混合物导入其它主动分离装置。

在一个实施例中，所述滤芯的材质为无纺布、毛毡、玻璃纤维和合成纤维中的任意一种。

在一个实施例中，第一滤孔板和第一滤挡板的间距为2～5mm，根据进气孔的进气量大小，所述粗滤孔的孔径可以设置为3～6mm，所述粗滤孔的个数设置为10～45个，使通过第一滤孔板的流速控制在5～8m/s，流经第一滤孔板油气混合物在该流速范围内与第一滤挡板撞击分离大油滴的效果好。

在一个实施例中，根据进气孔的进气量大小，所述细滤孔的孔径可以设置为2～3mm，所述细滤孔的个数设置为8～54个，使通过第二滤孔板的流速控制在15～30m/s，流经第二滤孔板油气混合物在该流速范围内与第二滤挡板撞击分离小油滴的效果好。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

该树状板式发动机油气分离装置能够对油气混合物进行两次加速，分别分离大油滴和小油滴并通过回油腔流出，分离效率高；在小油滴的吸附上，滤芯由于二次加速的冲击力不会有残留物堵塞，因此无需定期更换滤芯，能够解决定期更换维护问题；此外，该树状板式发动机油气分离装置还可以根据进气量的大小预设粗滤孔与细滤孔的规格(包括孔径大小和滤孔个数)，以此保障一次加速和二次加速后的流速，提升撞击分离油滴的效率。

附图说明

以下参照附图对本发明的实施例作进一步说明，其中：

图1为根据本发明一个实施例的气缸盖罩内部结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例的气缸盖罩安装槽的三维结构示意图；

图3为根据本发明一个实施例的气缸盖罩安装槽的截面示意图；

图4为根据本发明一个实施例的预分离装置的三维结构示意图；

图5为根据本发明一个实施例的第一滤孔板和第一滤挡板的三维结构示意图；

图6为根据本发明一个实施例的第一滤挡板设有针状凸起部的三维结构示意图；

图7为根据本发明一个实施例的第二滤孔板、滤芯和第二滤挡板的三维结构示意图；

图8为根据本发明一个实施例的凹形挡板的三维结构示意图；

图9为根据本发明一个实施例的两个树状板的初分离结构示意图；

图10为根据本发明一个实施例的四个树状板的初分离结构示意图；

图11为根据本发明一个实施例的气缸盖罩出气管的结构示意图；

图中，100为汽缸盖罩，101为安装槽，102为排气孔，103为出气管，200为预分离装置，201为底板，204为凹形挡板，205为第一滤孔板，206为第一滤挡板，207为第一回油腔，208第一回油管，209为第二滤孔板，210为滤芯，211为第二滤挡板，212为第二回油腔，213为第二回油管，215为粗滤孔，216为一滤筋条，217为细滤孔，218为二滤筋条，219为三滤筋条，220为针状凸起部，300为初分离装置，301为进气孔，302为第一树状挡板，303为第二树状挡板，304为第三树状挡板，305为第四树状挡板。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的实施例中提供了一种树状板式发动机油气分离装置，该树状板式发动机油气分离装置包括设置在气缸盖罩内安装槽的预分离装置和初分离装置，初分离装置可以在油气混合物进气阶段分离部分油滴，油气混合物流经初分离装置后进入预分离装置，在预分离装置中进行两次加速碰撞分离，并将油滴通过回油管排出。图1为根据本发明一个实施例的气缸盖罩用于提供预分离装置和初分离装置的安装固定位置，如图1、图2和图3所示，该气缸盖罩100设有安装预分离装置200和初分离装置300的安装槽101，所述安装槽101还开设有用于接收发动机曲轴箱中油气混合物的进气孔301，所述初分离装置300设置于进气孔301后方用于将油气混合物进行初步分离，分离油气混合物中直径大于10um的油滴，所述气缸盖罩100还设有排气孔102；如图4所示，所述的预分离装置200包括平行布置在底板201上的第一滤孔板205和第一滤挡板206、底板201上的第一回油腔207和其下部的第一回油管208组成的粗分离装置，所述粗分离装置位于初分离装置300后方，用于处理油气混合物中的大油滴(指油滴直径为2～10um)；第二滤孔板209、滤芯210和第二滤挡板211、底板201上的第二回油腔212和其下部的第二回油管213组成的细分离装置,所述细分离装置位于粗分离装置后方，用于处理油气混合物中的小油滴(指油滴直径为0.1～2um)；所述气缸盖罩100上的排气孔102设置在细分离装置后方用于排出分离油滴后的废气。在一个实施例中，如图9所示，所述初分离装置300由第一树状挡板302与第二树状挡板303组成，所述第一树状挡板302与第二树状挡板303平行布置在安装槽101内，以便形成弯曲的迷宫式油气通道，分离超大油滴(指直径大于10um的油滴)效果好；在又一个实施例中，如图10所示，所述初分离装置300由第一树状挡板302、第二树状挡板303、第三树状挡板304和第四树状挡板305组成，所述第一树状挡板302、第二树状挡板303、第三树状挡板304和第四树状挡板305平行布置在安装槽101内，以便形成弯曲的迷宫式油气通道，分离超大油滴(指直径大于10um的油滴)效果好。

如图5所示，所述粗分离装置中的第一滤孔板205和第一滤挡板206平行布置在底板201上(参考图4)，所述第一滤孔板205上设置有用于对油气混合物进行一次加速的粗滤孔215。在一个实施例中，所述第一滤挡板206上设置有用于碰撞分离大油滴(指油滴直径为2～10um)并导流大油滴到第一回油腔207的一滤筋条216，所述第一回油腔207设置在第一滤挡板206的下方，所述第一滤挡板206为非封闭的开口结构(便于形成油气通道)，所述第一回油管208设置在第一回油腔207的底部；油气混合物流经第一滤孔板205的加速后与第一滤挡板206进行撞击，大油滴通过一滤筋条216流入第一回油腔207，其余的油气混合物流经第一滤挡板206的开口部分(油气通道)流出；在又一个实施例中，如图6所示，所述第一滤挡板206上设置有用于增加油气碰撞接触面积的针状凸起部220，所述针状凸起部220能够有效吸附高速碰撞第一滤挡板206的大油滴并将油滴导流到第一回油腔207，防止大油滴由于高速碰撞造成二次破碎(大油滴碰撞容易产生飞溅)，提高了油气分离效率，大油滴通过针状凸起部220流入第一回油腔207，其余的油气混合物流经第一滤挡板206的开口部分(油气通道)流出。

在一个实施例中，如进气孔301的进气量为60L/min，所述粗滤孔215的孔径设置为3mm，所述粗滤孔215的个数设置为27个，所述第一滤孔板205和第一滤挡板206的间距设置为2mm，使通过第一滤孔板205的流速控制在约5m/s，此时，流经第一滤孔板205油气混合物在该流速和间距的设置下与第一滤挡板206撞击分离大油滴的效果好；在又一个实施例中，如进气孔301的进气量为100L/min，所述粗滤孔215的孔径设置为6mm，所述粗滤孔215的个数设置为10个，所述第一滤孔板205和第一滤挡板206的间距设置为3mm，使通过第一滤孔板205的流速控制在约6m/s，此时，流经第一滤孔板205油气混合物在该流速和间距的设置下与第一滤挡板206撞击分离大油滴的效果好；在又一个实施例中，如进气孔301的进气量为150L/min，所述粗滤孔215的孔径设置为5mm，所述粗滤孔215的个数设置为25个，所述第一滤孔板205和第一滤挡板206的间距设置为5mm，使通过第一滤孔板205的流速控制在约5m/s，此时，流经第一滤孔板205油气混合物在该流速和间距的设置下与第一滤挡板206撞击分离大油滴的效果好；在又一个实施例中，如进气孔301的进气量为270L/min，所述粗滤孔215的孔径设置为6mm，所述粗滤孔215的个数设置为20个，所述第一滤孔板205和第一滤挡板206的间距设置为4mm，使通过第一滤孔板205的流速控制在约8m/s，此时，流经第一滤孔板205油气混合物在该流速和间距的设置下与第一滤挡板206撞击分离大油滴的效果好；在又一个实施例中，如进气孔301的进气量为270L/min，所述粗滤孔215的孔径设置为3mm，所述粗滤孔215的个数设置为45个，所述第一滤孔板205和第一滤挡板206的间距设置为4mm，使通过第一滤孔板205的流速控制在约8m/s，此时，流经第一滤孔板205油气混合物在该流速和间距的设置下与第一滤挡板206撞击分离大油滴的效果好。

在一个实施例中，如图4、图7所示，所述细分离装置中的第二滤孔板209、滤芯210和第二滤挡板211彼此紧贴地布置在底板201上；所述第二滤孔板209上设置有用于对油气混合物进行二次加速的细滤孔217，油气混合物流经第二滤孔板209时，在细滤孔217的作用下油气混合物进行了二次加速，油气混合物会对所述滤芯210进行高速冲击，所述滤芯210下部为开口结构便于形成油气通道，所述滤芯210用于吸附油气混合物二次加速后的小油滴(指油滴直径为0.1～2um)，其中滤芯210的材质可以为无纺布、毛毡、玻璃纤维或合成纤维，滤芯210采用这些材质吸附油滴效果佳，并且滤芯210在二次加速的高速冲击作用下，其表面不会聚集残留物，因此可以免除定期更换维护(现有技术中直接采用滤棉进行油气分离，其效率虽高，但是需定期更换维护滤棉，其维护成本较高)；所述第二滤挡板211上设置有用于碰撞分离小油滴并导流小油滴到第二回油腔212的二滤筋条218，所述第二滤挡板211的下部为非封闭的开口结构(形成油气通道)，便于油气混合物的流动，油气混合物流经滤芯210后在第二滤挡板211的撞击作用下，小油滴通过二滤筋条218流入第二回油腔，其余油气混合物通过第二滤挡板211的开口结构(油气通道)进入下一级分离装置；在一个实施例中，如进气孔301的进气量为60L/min，所述细滤孔217的孔径设置为2mm，所述细滤孔217的个数设置为18个，使通过第二滤孔板209的流速控制在约18m/s，此时，流经第二滤孔板209油气混合物在该流速下冲击滤芯210，滤芯210吸附小油滴后油气混合物在该流速下继续撞击第二滤挡板211，可以获得较好的小油滴分离效果；在又一个实施例中，如进气孔301的进气量为60L/min，所述细滤孔217的孔径设置为3mm，所述细滤孔217的个数设置为8个，使通过第二滤孔板209的流速控制在约18m/s，此时，流经第二滤孔板209油气混合物在该流速下冲击滤芯210，滤芯210吸附小油滴后油气混合物在该流速下继续撞击第二滤挡板211，可以获得较好的小油滴分离效果；在又一个实施例中，如进气孔301的进气量为120L/min，所述细滤孔217的孔径设置为2.5mm，所述细滤孔217的个数设置为20个，使通过第二滤孔板209的流速控制在约20m/s，此时，流经第二滤孔板209油气混合物在该流速下冲击滤芯210，滤芯210吸附小油滴后油气混合物在该流速下继续撞击第二滤挡板211，可以获得较好的小油滴分离效果；在又一个实施例中，如进气孔301的进气量为180L/min，所述细滤孔217的孔径设置为2.5mm，所述细滤孔217的个数设置为23个，使通过第二滤孔板209的流速控制在约27m/s，此时，流经第二滤孔板209油气混合物在该流速下冲击滤芯210，滤芯210吸附小油滴后油气混合物在该流速下继续撞击第二滤挡板211，可以获得较好的小油滴分离效果；在又一个实施例中，如进气孔301的进气量为260L/min，所述细滤孔217的孔径设置为3mm，所述细滤孔217的个数设置为24个，使通过第二滤孔板209的流速控制在约27m/s，此时，流经第二滤孔板209油气混合物在该流速下冲击滤芯210，滤芯210吸附小油滴后油气混合物在该流速下继续撞击第二滤挡板211，可以获得较好的小油滴分离效果；在又一个实施例中，如进气孔301的进气量为270L/min，所述细滤孔217的孔径设置为2mm，所述细滤孔217的个数设置为54个，使通过第二滤孔板209的流速控制在约30m/s，此时，流经第二滤孔板209油气混合物在该流速下冲击滤芯210，滤芯210吸附小油滴后油气混合物在该流速下继续撞击第二滤挡板211，可以获得较好的小油滴分离效果。

在一个实施例中，所述的预分离装置200还包括凹形挡板204，所述凹形挡板204为开口结构便于形成油气通道，如图3、图8示，所述凹形挡板204还设置有用于碰撞分离油滴并导流到第二回油腔212的三滤筋条219；油气混合物对凹形挡板204进行撞击，油滴通过三滤筋条219流入第二回油腔212，其余油气混合物流经凹形挡板204的开口结构(油气通道)进入排气孔102，所述凹形挡板204开口向上的固定在底板201上，以便第二分离装置203流出的油气混合物直接撞击凹形挡板204下部，油滴在重力作用下通过三滤筋条219流入第二回油腔212。

在一个实施例中，继续参考图3，在所述第一回油管208和第二回油管213还设有防止废气反冲进入预分离装置200的伞形回油阀(图中未示出)，可以有效防止因废气反冲而影响油气预分离效率。所述排气孔102上还设置有用于排出油气混合物的出气管103(如图11所示)，所述出气管103的设置可以将预分离后的油气混合物导入其它主动分离装置，以便进行油气主动分离。

从上述实施例可以看出，与现有技术相比，根据本申请的实施例的树状板式发动机油气分离装置能够对油气混合物进行两次加速，分别分离大油滴和小油滴并通过回油腔流出，分离效率高；还可以根据进气量的大小预设粗滤孔与细滤孔的规格(包括孔径大小和滤孔个数)，以此保障一次加速和二次加速后的流速，提升撞击分离油滴的效率，最终能满足国六排放的标准。

本说明书中针对“各个实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”、或“实施例”等的参考指代的是结合所述实施例所描述的特定特征、结构、或性质包括在至少一个实施例中。因此，短语“在各个实施例中”、“在一些实施例中”、“在一个实施例中”、或“在实施例中”等在整个说明书中各地方的出现并非必须指代相同的实施例。此外，特定特征、结构、或性质可以在一个或多个实施例中以任何合适方式组合。因此，结合一个实施例中所示出或描述的特定特征、结构或性质可以整体地或部分地与一个或多个其他实施例的特征、结构、或性质无限制地组合，只要该组合不是非逻辑性的或不能工作。另外，本申请附图中的各个元素仅仅为了示意说明，并非按比例绘制。

由此描述了本发明的至少一个实施例的几个方面，可以理解，对本领域技术人员来说容易地进行各种改变、修改和改进。这种改变、修改和改进意于在本发明的精神和范围内。

Claims (9)

1.一种树状板式发动机油气分离装置，包括：设置在气缸盖罩内安装槽的预分离装置和初分离装置，所述安装槽开设有进气孔，所述气缸盖罩还设有排气孔，所述气缸盖罩、预分离装置和初分离装置组合形成油气通道，其特征在于：

所述初分离装置由至少两个树状挡板组成，所述树状挡板布置在安装槽内；所述预分离装置包括：平行布置在底板上的第一滤孔板和第一滤挡板、底板上的第一回油腔和其下的第一回油管组成的粗分离装置，所述粗分离装置位于初分离装置后方；第二滤孔板、滤芯和第二滤挡板、底板上的第二回油腔和其下的第二回油管组成的细分离装置，所述细分离装置位于粗分离装置后方，所述排气孔设置在细分离装置后方。

2.如权利要求1所述的树状板式发动机油气分离装置，其特征在于：所述粗分离装置中的第一滤孔板上设置有粗滤孔，所述第一滤挡板上设置有一滤筋条或针状凸起部，所述第一回油腔设置在第一滤挡板的下方，所述第一滤挡板为非封闭的开口结构，所述第一回油管设置在第一回油腔的底部。

3.如权利要求1所述的树状板式发动机油气分离装置，其特征在于：所述细分离装置中的第二滤孔板、滤芯和第二滤挡板彼此紧贴地布置在底板上；所述第二滤孔板上设置有细滤孔，所述第二滤挡板上设置有二滤筋条，所述第二回油腔设置在第二滤挡板后方，所述第二滤挡板为非封闭的开口结构，所述第二回油管设置在第二回油腔的底部。

4.如权利要求1所述的树状板式发动机油气分离装置，其特征在于：所述预分离装置还包括凹形挡板，所述凹形挡板还设置有用于碰撞分离油滴并导流到第二回油腔的三滤筋条。

5.如权利要求1所述的树状板式发动机油气分离装置，其特征在于：所述滤芯的材质为无纺布或毛毡、玻璃纤维或合成纤维中的任意一种。

6.如权利要求1所述的树状板式发动机油气分离装置，其特征在于：在所述第一回油管和第二回油管还设有防止废气反冲进入预分离装置的伞形回油阀。

7.如权利要求1所述的树状板式发动机油气分离装置，其特征在于：所述排气孔上还设置有用于排出油气混合物的出气管。

8.如权利要求2所述的树状板式发动机油气分离装置，其特征在于：所述第一滤孔板和第一滤挡板的间距为2～5mm，所述粗滤孔的孔径为3～6mm，所述粗滤孔的个数为10～45个。

9.如权利要求3所述的树状板式发动机油气分离装置，其特征在于：所述细滤孔的孔径为2～3mm，所述细滤孔的个数为8～54个。