CN111927594B - 一种用于车辆的油气分离总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的油气分离总成及车辆，涉及车辆发动机领域。油气分离总成包括具有容纳腔的壳体，壳体的底部设有回油口，壳体上还设有出气口、与发动机曲轴箱出口相连接的混合油气进口，以及设置在壳体内部的至少一个分离机构，分离机构包括与混合油气进口连通的主通道，主通道的顶部设有弹片，弹片与主通道之间限定有可调节的夹角，以在经混合油气进口流进主通道的混合油气冲击弹片时通过弹片的弹性将混合油气中的机油颗粒弹回主通道并流至回油口、且使得混合油气中的气体从弹片与主通道之间的夹角处流出至出气口，从而达到油气分离。本发明可以通过弹片自身的弹性在混合油气的冲击下来回波动，从而可以适当的减小压力损失的同时提高混合油气的分离效率。

Description

一种用于车辆的油气分离总成及车辆

技术领域

本发明涉及车辆发动机领域，特别是涉及一种用于车辆的油气分离总成及车辆。

背景技术

随着社会公众环境保护意识提高，国家发布重型商用车国六排放标准以来，点燃式大排量发动机曲轴箱通风装置必然由开式改为闭式，那么分离后的机油粒子会进入燃烧室参与燃烧，进而影响排放颗粒物，故重型发动机曲轴箱通风系统改善优化，提高分离效率是当下形式的必然要求。同时为防止曲轴箱内污染物因发动机密封不严或管路微小损坏导致泄漏入大气中，国六标准要求点燃式重型发动机必须满足曲轴箱压力不高于大气压力，即曲轴箱通风系统分离器及管路压力损失要足够小。

综上可知，开发满足国六标准的油气分离器必须同时满足更高的效率和更小的压力损失，被动式分离器满足要求较为困难，主动式分离器可以满足要求，但成本较高。

发明内容

本发明第一方面的目的是要提供一种用于车辆的油气分离总成，解决现有技术中油气分离器不能够同时满足分离效率以及更小的压力损失的技术问题。

本发明第一方面的进一步目的是要进一步提高油气分离总成的分离效率。

本发明第二方面的目的是要提供一种车辆。

根据本发明第一方面的目的，本发明提供了一种用于车辆的油气分离总成，包括具有容纳腔的壳体，所述壳体的底部设有回油口，所述壳体上还设有出气口、与发动机曲轴箱出口相连接的混合油气进口，以及设置在所述壳体内部的至少一个分离机构，所述分离机构包括：

与所述混合油气进口连通的主通道，所述主通道的顶部设有弹片，所述弹片与所述主通道之间限定有可调节的夹角，以在经所述混合油气进口流进所述主通道的混合油气冲击所述弹片时通过弹片的弹性将所述混合油气中的机油颗粒弹回所述主通道并流至所述回油口、且使得所述混合油气中的气体从所述弹片与所述主通道之间的夹角处流出至所述出气口，从而达到油气分离。

可选地，所述壳体内部设有隔板，以将所述壳体分为处于下方的油腔和处于上方的气腔，所述主通道贯穿所述隔板，以使得所述主通道的底部与所述油腔连通，所述主通道的顶部与所述气腔连通，所述混合油气进口与所述油腔相连通，所述出气口与所述气腔相连通。

可选地，所述分离机构还包括设置在所述气腔内的环形挡板，所述环形挡板包括：

设置在所述弹片顶部并与所述主通道的顶部间隔第一预设距离的本体，所述本体通过支架与所述隔板相连接，以及

沿所述本体的边缘朝向所述主通道方向弯折并延伸的侧壁，所述侧壁与隔板之间间隔第二预设距离，以形成气体流道，从而使得从所述弹片流出的气体绕所述环形挡板流动，并从所述气体流道流出。

可选地，所述油腔包括与所述主通道对应设置的环形通道，以使得从所述混合油气进口流进的混合油气沿所述环形通道流动，从而将所述混合油气中的部分机油颗粒预分离出来，经过预分离后的混合油气流进至所述主通道。

可选地，所述出气口包括第一出气口和第二出气口，所述第一出气口与发动机的进气歧管连接，所述第二出气口与增压器连接。

可选地，还包括：

采集装置，设置在所述混合油气进口处，用于检测混合油气的流量；

与所述弹片相连接的控制装置，用于在接受到所述采集装置发送的混合油气的流量后根据所述流量调节所述弹片与所述主通道之间的夹角。

可选地，所述分离机构的数量为三个，三个所述分离机构并联设置，所述环形通道的数量为三个，三个所述环形通道与三个所述分离机构对应设置。

可选地，所述控制装置，还用于在所述流量低于第一预设流量时控制三个所述分离机构的其中一个的弹片与所述主通道限定有夹角，从而处于打开状态，并控制剩余两个所述分离机构的弹片与所述主通道闭合，从而处于关闭状态；在所述流量高于第二预设流量时控制三个所述分离机构的弹片均处于打开状态，其中，所述第二预设流量大于所述第一预设流量。

可选地，所述夹角的可调节范围为0°～45°。

根据本发明第二方面的目的，本发明还提供了一种车辆，其安装有上述的油气分离总成。

本发明包括具有容纳腔的壳体，壳体的底部设有回油口，壳体上还设有出气口、与发动机曲轴箱出口相连接的混合油气进口，以及设置在壳体内部的至少一个分离机构，分离机构包括与混合油气进口连通的主通道，主通道的顶部设有弹片，弹片与主通道之间限定有可调节的夹角，以在经混合油气进口流进主通道的混合油气冲击弹片时通过弹片的弹性将混合油气中的机油颗粒弹回主通道并流至回油口、且使得混合油气中的气体从弹片与主通道之间的夹角处流出至出气口，从而达到油气分离。本发明可以通过弹片自身的弹性在混合油气的冲击下来回波动，利用气体与机油颗粒惯性不同，从而使得油气分离，并且弹片与主通道之间的夹角可以调节，从而可以适当的减小压力损失的同时提高混合油气的分离效率。

进一步地，本发明设置的分离机构的数量为三个，控制装置在流量低于第一预设流量时控制三个分离机构的其中一个的弹片与主通道限定有夹角，从而处于打开状态，并控制剩余两个分离机构的弹片与主通道闭合，从而处于关闭状态；在流量高于第二预设流量时控制三个分离机构的弹片均处于打开状态，其中，第二预设流量大于第一预设流量。本发明可以根据流量来控制三个分离机构的开启和关闭，能够进一步地提高分离效率，并且减小压力损失，有利于改善燃料排放。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的用于车辆的油气分离总成的示意性结构图；

图2是图1所示油气分离总成的示意性局部剖视图；

图3是图1所示油气分离总成的示意性剖视图，其中示出了分离机构；

图4是图1所示油气分离总成内部示意性气体流向图；

图5是沿图2中的剖切线A-A截取的示意性剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本发明一个实施例的用于车辆的油气分离总成100的示意性结构图，图2是图1所示油气分离总成100的示意性局部剖视图，图3是图1所示油气分离总成100的示意性剖视图，其中示出了分离机构40，图4是图1所示油气分离总成100内部示意性气体流向图。如图1、图2、图3和图4所示，在一个具体地实施例中，用于车辆的油气分离总成100一般性地可包括具有容纳腔的壳体1，壳体1的底部设有回油口20，壳体1上还设有出气口30、与发动机曲轴箱出气口(图中未示出)相连接的混合油气进口10，以及设置在壳体1内部的至少一个分离机构40。

进一步地，分离机构40包括与混合油气进口10连通的主通道41，主通道41的顶部设有弹片42，弹片42与主通道41之间限定有可调节的夹角，以在经混合油气进口10流进主通道41的混合油气冲击弹片42时通过弹片42的弹性将混合油气中的机油颗粒弹回主通道41并流至回油口20、且使得混合油气中的气体从弹片42与主通道41之间的夹角处流出至出气口30，从而达到油气分离。

本发明可以通过弹片42自身的弹性在混合油气的冲击下来回波动，利用气体与机油颗粒惯性不同，从而使得油气分离，并且弹片42与主通道41之间的夹角可以调节，从而可以适当的减小压力损失的同时提高混合油气的分离效率。

进一步地，壳体1内部设有隔板11，以将壳体1分为处于下方的油腔12和处于上方的气腔13，主通道41贯穿隔板11，以使得主通道41的底部与油腔12连通，主通道41的顶部与气腔13连通，混合油气进口10与油腔12相连通，出气口30与气腔13相连通。

在一个实施例中，主通道41的形状可以设为圆形，主通道41的底部直径小于主通道41的顶部直径，可以避免混合油气大量流进主通道41内。

在另一个实施例中，分离机构40还包括设置在气腔13内的环形挡板43以及沿本体431的边缘朝向主通道41方向弯折并延伸的侧壁432，环形挡板43包括设置在弹片42顶部并与主通道41的顶部间隔第一预设距离的本体431，本体431通过支架45与隔板11相连接。侧壁432与隔板11之间间隔第二预设距离，以形成气体流道44，从而使得从弹片42流出的气体绕环形挡板43流动，并从气体流道44流出。其中，第一预设距离和第二预设距离可以根据实际需求具体设定。本发明利用环形挡板43的本体431可以避免气体从弹片42与主通道41的夹角流出后直接流至出气口30，气体通过弹片42后会撞击环形挡板43再次通过撞击进行油气分离，并且环形挡板43的侧壁432还起到导流的作用。

图5是沿图2中的剖切线A-A截取的示意性剖视图。如图5所示，在一个实施例中，油腔12包括与主通道41对应设置的环形通道121，以使得从混合油气进口10流进的混合油气沿环形通道121流动，从而将混合油气中的部分机油颗粒预分离出来，经过预分离后的混合油气流进至主通道41。这里，环形通道121可以看作是离心式分离通道(预分离)。可以理解的是，本发明中油腔12中的环形通道121起到的是对混合油气预分离的作用，通过混合油气在环形通道121内旋转流动，不断撞击环形通道121的内壁，从而对大颗粒的机油分子进行分离，然后进过预分离之后的混合油气才流入到主通道41内，通过弹片42进行对混合油气进行精细分离小颗粒的机油分子，弹片42同时可以起到调节分离机构40的工作状态。具体地，当分离机构40的数量为多个时，油腔12内环形通道121的数量也对应设置多个，多个环形通道121采用串联的方式连接，且环形通道121的入口均设置在环形通道121的侧边，可以使得混合油气沿着环形通道121的侧壁进入，并且环形通道121的入口均与混合油气进口10相连接。

被动式分离器与大排量发动机匹配较困难，一方面提高低转速低负荷分离效率，需将油气分离总成100设计较小分离通道会导致高转速高负荷工况油气分离总成100压损过大，发动机曲轴箱压力偏大；一方面若增大油气分离总成100分离通道，降低大流量时压力损失则会导致低转速低负荷状态分离效率过低，较多的机油小粒子通过增压器进入燃烧室，影响增压器寿命，甚至异常燃烧。而本发明可以通过调节弹片42与主通道41之间的夹角，从而可以控制气流量的同时对混合油气进行分离，压损合适，可以控制发动机曲轴箱压力，能够同时兼顾高低负荷工况分离效率，保持发动机全工况分离器工作在最佳状态，从而减少曲轴箱通风装置中逃逸出的机油含量，保护增压器叶轮，改善燃烧降低爆震倾向，减少排放气体中颗粒物。

进一步地，本发明还可以通过调节弹片42与主通道41之间夹角，能够适用于发动机超磨损或漏气量异常增大情况，不至于大量喷出机油，致使摩擦副干摩擦发动机瞬间报废。另外，因在一定程度内(取决于发动机布置空间)可以不受流量区间限值，可以将分离器最大流量范围设高，也就是弹片42与主通道41之间的夹角范围增大。

进一步地，本发明中出气口30包括第一出气口31和第二出气口32，第一出气口31与发动机的进气歧管连接，第二出气口32与增压器连接。具体地，当发动机处于中低负荷工况时，经过油气分离总成100分离后的气体通过第一出气口31直接进入发动机的进气歧管中。当发动机处于高负荷工况时，经过油气分离总成100分离后的气体通过第二出气口32进入增压器前端。并且，在出气口30之前还设有压力调节阀60，其用于控制气体流量。在压力调节阀60与第一出气口31、第二出气口32之间均设有单向阀(图中未示出)，可以避免气体回流，确保气体在管路中单向流动。

在另一个实施例中，油气分离总成100还包括储油腔70，其设置在油腔12与回油口20之间，用于储存分离后机油，利于分离后的油滴积聚沉淀。并且，储油腔70与回油口20之间还设有回油阀(图中未示出)，以通过回油阀来控制储油腔70与回油口20之间的导通与关闭。另外，回油口20通过回油管路与发动机的油底壳，可以回收利用。

进一步地，油气分离总成100还包括采集装置14以及与弹片42相连接的控制装置50，采集装置14设置在混合油气进口10处，用于检测混合油气的流量。控制装置50用于在接受到采集装置14发送的混合油气的流量后根据流量调节弹片42与主通道41之间的夹角。

在一个优选地实施例中，分离机构40的数量为三个，三个分离机构40并联设置，环形通道121的数量为三个，三个环形通道121与三个分离机构40对应设置。具体地，三个分离机构40上弹片42的弹性可以设置为不同的。

进一步地，控制装置50用于在流量低于第一预设流量时控制三个分离机构40的其中一个的弹片42与主通道41限定有夹角，从而处于打开状态，并控制剩余两个分离机构40的弹片42与主通道41闭合，从而处于关闭状态；在流量高于第二预设流量时控制三个分离机构40的弹片42均处于打开状态，其中，第二预设流量大于第一预设流量。在一个实施例中，夹角的可调节范围为0°～45°。

本发明还提供了一种车辆，其安装有上述任一项实施例中的油气分离总成100。对于油气分离总成100，这里不一一赘述。

本发明在发动机曲轴箱处于小流量状态时，曲轴箱内混合油气通过混合油气进口10进入油气分离总成100中，再通过环形通道121(离心式分离通道)入口进入离心式分离装置分离机油大颗粒，因在小流量状态时通道压力损失小，此时三个分离机构40中其中两个弹片42处于关闭状态，只有一个弹片42处于开启状态，等同于所有气体通过开启的那个弹片42与对应的主通道41之间的夹角进入到气腔13，以便该分离机构40工作在最佳状态提高分离效率。同时因开启的弹片42随气体流量大小不同而开启不同角度，调节小流量状态下各不同流量的分离效率及压力损失，而且弹片42本身的波动即为良好的精分离结构，利用气体和油滴粒子有不同的惯性，可以将小油滴粒子弹回离心式分离装置而气体逃逸到弹片42后再次撞击环形挡板43，分离后新鲜气体经过压力调节阀60调节气体流量后，在依次经过单向阀、第一出气口31进入进气歧管。

本发明在发动机曲轴箱处于大流量状态时，曲轴箱内混合油气通过混合油气进口10进入油气分离总成100中，再通过环形通道121(离心式分离通道)入口进入离心式分离装置分离机油大颗粒，因流量比较大，离心式分离装置压力损失过大，此时三个分离机构40的弹片42均开启，部分气体会通过另外两个分离机构40流出，以便另外两个分离机构40工作在最佳状态提高分离效率，一方面可以防止第一个分离机构40压损因漏气量超过一定限制而迅速升高，另一方面防止第一个分离机构40中的弹片42被冲击受损。同时，因该两个分离机构40上弹片42随流量不同而开启不同角度，仍然可以调节各不同流量的分离效率及压力损失，利用弹片42本身的波动及气体与油滴粒子不同的惯性，将小油滴粒子弹回离心式分离机构40而气体逃逸到弹片42后再次撞击环形挡板43，分离后新鲜气体经过压力调节阀60调节气体流量后，在依次经过单向阀、出气口30进入增压器前端。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (4)

1.一种用于车辆的油气分离总成，其特征在于，包括具有容纳腔的壳体(1)，所述壳体(1)的底部设有回油口(20)，所述壳体(1)上还设有出气口(30)、与发动机曲轴箱出口相连接的混合油气进口(10)，以及设置在所述壳体(1)内部的至少一个分离机构(40)，所述分离机构(40)包括：

与所述混合油气进口(10)连通的主通道(41)，所述主通道(41)的顶部设有弹片(42)，所述弹片(42)与所述主通道(41)之间限定有可调节的夹角，以在经所述混合油气进口(10)流进所述主通道(41)的混合油气冲击所述弹片(42)时通过弹片(42)的弹性将所述混合油气中的机油颗粒弹回所述主通道(41)并流至所述回油口(20)、且使得所述混合油气中的气体从所述弹片(42)与所述主通道(41)之间的夹角处流出至所述出气口(30)，从而达到油气分离；

所述壳体(1)内部设有隔板(11)，以将所述壳体(1)分为处于下方的油腔(12)和处于上方的气腔(13)，所述主通道(41)贯穿所述隔板(11)，以使得所述主通道(41)的底部与所述油腔(12)连通，所述主通道(41)的顶部与所述气腔(13)连通，所述混合油气进口(10)与所述油腔(12)相连通，所述出气口(30)与所述气腔(13)相连通；

所述分离机构(40)还包括设置在所述气腔(13)内的环形挡板(43)，所述环形挡板(43)包括：

设置在所述弹片(42)顶部并与所述主通道(41)的顶部间隔第一预设距离的本体(431)，所述本体(431)通过支架(45)与所述隔板(11)相连接，以及

沿所述本体(431)的边缘朝向所述主通道(41)方向弯折并延伸的侧壁(432)，所述侧壁(432)与隔板(11)之间间隔第二预设距离，以形成气体流道(44)，从而使得从所述弹片(42)流出的气体绕所述环形挡板(43)流动，并从所述气体流道(44)流出；

所述油腔(12)包括与所述主通道(41)对应设置的环形通道(121 )，以使得从所述混合油气进口(10)流进的混合油气沿所述环形通道(121)流动，从而将所述混合油气中的部分机油颗粒预分离出来，经过预分离后的混合油气流进至所述主通道(41)；

还包括：

采集装置(14)，设置在所述混合油气进口(10)处，用于检测混合油气的流量；

与所述弹片(42)相连接的控制装置(50)，用于在接受到所述采集装置(14)发送的混合油气的流量后根据所述流量调节所述弹片(42)与所述主通道(41)之间的夹角；

所述分离机构(40)的数量为三个，三个所述分离机构(40)并联设置，所述环形通道(121)的数量为三个，三个所述环形通道(121)与三个所述分离机构(40)对应设置；

所述控制装置(50)，还用于在所述流量低于第一预设流量时控制三个所述分离机构(40)的其中一个的弹片(42)与所述主通道(41)限定有夹角，从而处于打开状态，并控制剩余两个所述分离机构(40)的弹片(42)与所述主通道(41)闭合，从而处于关闭状态；在所述流量高于第二预设流量时控制三个所述分离机构(40)的弹片均处于打开状态，其中，所述第二预设流量大于所述第一预设流量。

2.根据权利要求1所述的油气分离总成，其特征在于，

所述出气口(30)包括第一出气口(31)和第二出气口(32)，所述第一出气口(31)与发动机的进气歧管连接，所述第二出气口(32)与增压器连接。

3.根据权利要求1所述的油气分离总成，其特征在于，

所述夹角的可调节范围为0°～45°。

4.一种车辆，其特征在于，所述车辆安装有如权利要求1-3中任一项所述的油气分离总成。

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