CN1782335B - 油分离结构与内燃机 - Google Patents

Abstract

在用于从来自曲轴箱的活塞环泄漏气体中分离油雾的油分离结构中，使过滤器能良好地断油、防止网孔堵塞和降低保养频度。为此构成为具有用于分离油的过滤器(4)，活塞环泄漏气体自上而下地通过过滤器(4)。换言之，构成为导入过滤器(4)内的活塞环泄漏气体从过滤器(4)的下表面穿过，且其从下表面穿过方向与重力的方向基本一致。从过滤器(4)的下表面穿过的活塞环泄漏气体返回到吸气侧，同时由过滤器(4)捕集的油从该过滤器(4)的下表面呈油滴状下落，然后返回曲轴箱。

Description

油分离结构与内燃机

技术领域

本发明涉及用于从发动机产生的活塞环泄漏气体中分离出油雾的油分离结构，还涉及到具有这种油分离结构的内燃机。

背景技术

发动机开动后，通常会有未燃烧气体(活塞环泄漏气体；BBG)从气缸体与活塞的间隙或活塞环等使微量地漏泄到曲轴箱内。当这种活塞环泄漏气体原样地排出后，会加大环境的负荷，还由于其滞留于发动机内会导致发动机内部侵蚀与油质的劣化，为此，在过去提出了使活塞环泄漏气体返回进气岐管进行燃烧的系统(曲轴箱强制换气(PCV)系统)。

在上述结构中，活塞环泄漏气体一般从曲轴箱经PCV通路等送至进气岐管。但由于在曲轴箱的内部(曲轴室)有许多油滴飞散，从曲轴箱供给的活塞环泄漏气体中含有许多油粒子(油雾)。在把这种状态的活塞环泄漏气体原样地送至进气岐管内后，会加大油耗，同时油在吸气中再循环后会增多废气中的HC量。此外，这种活塞环泄漏气体内的油雾(或油的燃烧产物中的粒子)附着到气门系统等之上时，将会有沉积物堆聚。

因此，在特许文献1中提出了在将活塞环泄漏气体中所含油雾送到吸气侧之前加以分离的分离装置。在特许文献1中，为将有底圆筒状机壳内的空间沿径向分开，设有圆筒状的纤维状吸附材料，从机壳上面的气体流入口导入吸附材料内部的活塞环泄漏气体沿径向从内侧向外侧地穿过吸附材料，从机壳侧面的排气口排出。此时，油雾被吸附材料吸附，由吸附材料渗出的油便从机壳下面的排油口返回曲轴箱内。

[特许文献1]特开2002-242645号公报(段号0011，0012，图1)

但在上述特许文献1的结构中，由纤维状吸附材料捕集的油雾易因其自重掉落而积存于下侧。这就是说，由于油偏向于吸附材料的下方一侧，活塞环泄漏气体便只通过阻力小的部分即吸附材料上侧。结果，在油雾捕集中便不能有效地利用吸附材料的整个区域，使油雾的捕集性能降低，增大压力损耗。

此外，由于纤维状吸附材料内的油是偏向的，特别是在吸附材料的下部易使网孔堵塞。对于这一问题，特许文献1中公开了可更换包含吸附材料的过滤装置的结构，但由于容易发生上述的网孔堵塞，需屡屡更换过滤器，增多了维修保养的工时。

再者，上述特许文献1的结构由于过滤器的形状为圆筒状，易增大体积，难以紧凑化。

发明内容

本发明拟解决的问题已如上述，下面说明解决此问题的装置及其效果。

根据本发明的第一观点，提供一种活塞环泄漏气体的油分离结构，具有用于分离油的过滤器件，活塞环泄漏气体自上而下地通过该过滤器件。

根据上述结构，由于使活塞环泄漏气体自上而下地从过滤器件内通过，从活塞环泄漏气体中捕集的、在过滤器件内的油借自重掉下，同时能通过活塞环泄漏气体的流动而将油压出到下侧。于是，过滤器件的断油性极其良好，减少甚至消除了保养工时(不需保养)。此外，由于是使活塞环泄漏气体自上而下地通过过滤器件的结构，所以例如能把过滤器件的形状构成简单的长方体状，而易使油分离结构紧凑。

在上述的活塞环泄漏气体的油分离结构中，优选地是上述过滤器件构成为上下方向的厚度基本上一致的形状。

这样，活塞环泄漏气体通过过滤器件时的阻力便可均匀化，能让活塞环泄漏气体通过过滤器件的整个区域。于是，压力损耗不会过大，可减少网孔堵塞而能稳定地捕集油雾。

根据本发明的第二观点，提供一种活塞环泄漏气体的油分离结构，导入用于分离油的过滤器件内部的混合气体从该过滤器件的下表面穿过，且从该下表面穿过的方向与重力的方向基本一致。

这样，从活塞环泄漏气体中捕集到而贮留于下表面侧的在过滤器件内的油能通过活塞环泄漏气体的流动从该下表面压出到下侧而排出。于是，过滤器件可以有极为良好的断油性，能使保养工时减少或者为零(不需保养)。

在上述活塞环泄漏气体的油分离结构中最好取下述结构，即构成为活塞环泄漏气体从上述过滤器件的下表面穿过而返回到吸气侧。由上述过滤器件捕集的油从该过滤器件的下表面上呈油滴状下落，然后返回发动机曲轴箱。

根据上述结构，由于从过滤器件穿过的油成为大的油滴下落，在通过过滤器件而除去了油雾的活塞环泄漏气体中不会有这种油混入，于是可以避免活塞环泄漏气体将油再带出。此外，可把过滤器件的下方空间兼用作油的通路与活塞环泄漏气体的通路，由于毋需分隔这两个通路的特别结构，故可实现简洁、紧凑的油分离结构。

在上述活塞环泄漏气体的油分离结构中优选地是能用于燃气热泵用发动机中的。

具体地说，上述的油分离结构由于断油性能良好而减少了过滤器件的网孔堵塞，而由于保养的频度少乃至于为零(不需保养)，特别适合用于设想可长时间连续工作的燃气热泵用发动机中。

根据本发明的第三观点，提供一种内燃气，具有上述油分离结构，同时上述过滤器件内置在内燃机主体中。

由此可以实现环境负荷小、沉积问题也少的紧凑的发动机。

附图说明

图1是本发明一实施方式的油分离结构的模式剖面图。

具体实施方式

下面，参照图1说明本发明的实施方式。图1为本发明一实施方式的油分离结构的模式剖面图。

此油分离结构1具有箱2，其上表面上设有气体入口3。来自发动机驱动热泵装置的发动机的曲轴室中的活塞环泄漏气体从该气体入口3经由图中未示明的配管导入箱2之内。

为使箱2内的空间的上下分开，由作为过滤器件的过滤器4支承于箱2之内。过滤器4是由无纺布构成的预定厚度(数毫米～数十毫米)的过滤材料沿纵向叠置，构成大致的长方体状。过滤器4在水平方向上的大小比箱2的内部空间稍大，可将过滤器4嵌置于箱2之内，由此使过滤器4的边缘与箱2的内壁之间紧密贴合而密封，不让活塞环泄漏气体通过过滤器与内壁之间。

上述箱2的下表面上设置有排油口5，由上述过滤器4分离的油便从该排油口5返回发动机的曲轴箱。

在上述过滤器4的下方，于箱2的侧面设有排气口6，从该排气口6排出的活塞环泄漏气体输送到发动机的吸气侧。

在上述结构下，混有油雾的活塞环泄漏气体如图1中带影线的箭头所示，从曲轴箱经由未图示的配管从气体入口3导入箱2之内，由过滤器4的上表面进入内部。然后，随着活塞环泄漏气体于过滤器4内自上而下地流动，其中所含的油雾便由过滤器4捕集。除去了油雾的活塞环泄漏气体如空心箭头所示从过滤器4的下表面穿过，经由排气口6返回到发动机的吸气侧。

另一方面，过滤器4捕集的油雾则借自重于过滤器4的内部而下降，过滤器4内的活塞环泄漏气体的流动有助于这种下降。于是油便沿过滤器4的内部平滑地(可说是强制地)下降，而易从过滤器4的下表面穿过。油从过滤器4的下表面滴落形成油滴，落到箱2的底面后从排油口5经由未图示的配管返回曲轴箱内。

如上所示，本实施方式的油分离结构具有用于分离油的过滤器4，活塞环泄漏气体在该过滤器4中自上而下地通过。

因此，通过活塞环泄漏气体导入过滤器4而捕集的油虽因自重而下移，但这种移动则受到过滤器4内的活塞环泄漏气体自上而下的流动支持。因此，由于活塞环泄漏气体将油压出到下方，能从过滤器4将油有力地排出，能使过滤器4良好地断油。

本实施方式的油分离结构中，导入过滤器4的活塞环泄漏气体从过滤器4的下表面穿过，而且活塞环泄漏气体从过滤器4的下表面穿过的方向与重力的方向基本一致。

因此，通过活塞环泄漏气体导入过滤器4而捕集到的油，被活塞环泄漏气体从过滤器4的下表面穿过而形成的流动(自上而下的流动)推压，与油本身的自重相结合而易从过滤器4的下表面排出。结果可将油从过滤器4积极地排出，而过滤器4能良好地断油。

本实施方式的油分离结构中，从过滤器4的下表面穿过的活塞环泄漏气体从排气口6返回到吸气侧，另一方面，由过滤器4捕集的油则从该过滤器4的下表面呈油滴状下落，然后从排油口5返回曲轴箱。

在上述结构下，从过滤器4穿过的油成为显著大于油雾粒的油滴而从过滤器4的下表面下落。于是，活塞环泄漏气体的流量只要不是极大，这种油就不会混入通过过滤器4而除去了油雾的活塞环泄漏气体中。结果可以防止油混入从排气口6排出的活塞环泄漏气体中(换言之，可以避免活塞环泄漏气体再夹带油)。此外，由于能将过滤器件下方的空间用作油通路的一部分和用作活塞环泄漏气体通路的一部分这两者，因而可以简化油分离结构1，也易使其紧凑化。

再有，本实施方式的油分离结构中，过滤器4构成为其上下方向的厚度基本一致的形状。这样，由于活塞环泄漏气体通过过滤器4的阻力均匀化，因而这种活塞环泄漏气体就能均等地流过过滤器4的整个区域。于是，压力损耗不会过大，而即便是在发动机的长时间工作中也能减少网孔堵塞、稳定地捕集油雾。

上面虽然说明了本发明的实施方式，但可以对上述实施方式作以下变更。

(1)本实施方式虽然例示了用于燃气热泵用发动机中的油分离结构，但本发明的油分离结构并不限于燃气热泵用发动机中的情形。是本发明的油分离结构由于断油良好，过滤器的网孔堵塞少，保养频度少或不需保养，故特别适用于设定作长时间连续运转的燃气热泵用的发动机中。

(2)本实施方式如图1所示是作为外附型的油分离结构，但显然也可将上述滤波器4内置于发动机主体内，而作为发动机内置型的油分离结构。作为具体结构，例如可以构成为，将过滤器4设于头盖之内，连接曲轴箱内的空间与头盖的内部空间(过滤器4的上方空间)，把通过过滤器4的活塞环泄漏气体导入吸气侧，此外也可考虑使从过滤器4下落到摇臂室内的油返回到曲轴箱内的结构。这种情况下可以实现省空间的紧凑结构。再有，本发明中能以简单紧凑的形状(例如长方体状)形成过滤器4，因而易将油分离结构设于发动机内。

当采用这种发动机内置型时，也就不需那种用于解决将油分离结构设置于发动机外部时产生的问题的结构(例如特开平7-269326号公报所示，为了防止寒冷时发生冷凝水而设置加热器，或如特开2002-266621号公报所示，为了改进油分离结构的机壳的气密性而采用一体成形的树脂机壳)。此外，在内置型中，过滤器4的保养有一定难度，但在本发明中，如上所述，过滤器4的更换频度极少，故不会有这类问题。

(3)气体入口3不限于设在箱2的上表面，只要是在过滤器4的上侧，也可设于箱2的侧面。同样，也可采用将排油口5不设于箱2底面而设于侧面下部的结构。

Claims (9)

1.活塞环泄漏气体的油分离结构，其特征在于，具有：

箱，以使该箱内的空间上下分开的方式支承、用于分离油的过滤器件，以及形成在该过滤器件下方的箱的侧面上、与发动机的吸气侧相连的排气口，

活塞环泄漏气体在自上而下地通过上述过滤器件后，经由上述排气口返回到吸气侧。

2.权利要求1所述的活塞环泄漏气体的油分离结构，其特征在于：上述过滤器件构成为上下方向厚度基本上一致的形状。

3.活塞环泄漏气体的油分离结构，其特征在于，具有：

箱，以使该箱内的空间上下分开的方式支承、用于分离油的过滤器件，以及形成在该过滤器件下方的箱的侧面上、与发动机的吸气侧相连的排气口，

通过了该过滤器件的内部的活塞环泄漏气体从该过滤器件的下表面沿着与重力的方向基本一致的方向穿过后，通过该排气口向该吸气侧返回。

4.权利要求1～3中任一项所述的活塞环泄漏气体的油分离结构，其特征在于：在上述箱的上表面上形成有气体入口。

5.权利要求1～3中任一项所述的活塞环泄漏气体的油分离结构，其特征在于：用于燃气热泵用发动机中。

6.权利要求4所述的活塞环泄漏气体的油分离结构，其特征在于：用于燃气热泵用发动机中。

7.内燃机，其特征在于：具有权利要求1～6中任一项所述的活塞环泄漏气体的油分离结构，同时上述过滤器件内置于发动机主体内。

8.内燃机，其特征在于：权利要求1～6中任一项所述的活塞环泄漏气体的油分离结构外附于发动机主体上。

9.油分离结构，其特征在于：权利要求1～8中任一项所述的过滤器件为长方体状。

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