CN109882264B - 一种油气分离器总成及曲轴箱呼吸系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气分离器总成及曲轴箱呼吸系统，油气分离器总成包括依次连接的油气分离器、中空结构的连接座和空滤器；油气分离器包括固定连接且相通的第一壳体和第二壳体，第一壳体上设置有进气管且其内设置有一级油气分离滤芯；第二壳体内依次平行设置有二级离心式扰流筒、三级油气分离滤芯和出气管，出气管从第二壳体封闭端延伸出第二壳体外；第二壳体通过二级离心式扰流筒的内部与出气管的内部连通，第二壳体底部设置有回油机构；空滤器的出口通过连接座的中空内腔与出气管的内部连通。曲轴箱呼吸系统包含了上述的油气分离器总成。本发明油气分离器总成过滤效率高，可降低机油进入发动机燃烧室燃烧的机率，保证发动机正常工作。

Description

一种油气分离器总成及曲轴箱呼吸系统

技术领域

本发明属于发动机设计制造技术领域，尤其是涉及一种发动机用的油气分离器总成及安装有该油气分离器总成的曲轴箱呼吸系统。

背景技术

目前发动机使用的曲轴箱呼吸系统多数为开式系统，即曲轴箱出气口与呼吸器进气口相连接，发动机运转时产生的废气通过活塞环间隙，下蹿到曲轴箱内，带有油蒸汽、水蒸汽的混合气体经过呼吸器，机油等过滤沉淀后经呼吸器回油管回流至油底壳，剩余废气排至大气中。这种开式曲轴箱呼吸系统将废气中的硫化物、硫氢化合物排到大气中，对环境造成污染。

近年来随着国家环保法规升级，对发动机曲轴箱通风提出更高的要求，一般采用闭式曲轴箱呼吸系统。图1为现有闭式呼吸系统的安装示意图，发动机曲轴箱b排出的混合气体经过进气口进入油气分离器e过滤，机油回流至油底壳c，废气经出气口接增压器d进气端(空滤器f的出口也接进气端)，实现废气的循环燃烧，减少废气排放和环境污染。

第一，现有闭式呼吸系统对混合气中油蒸汽过滤为普通单级过滤，过滤机油效率较差，部分机油进入燃烧室燃烧后形成积碳，积碳过多会影响发动机性能甚至造成发动机破坏。

第二，现有闭式呼吸系统在油气分离器中安装的是机械调压阀，机械式调压阀由弹簧和膜片结构组成，以保证阀门关闭时的密封性和油气分离器耐久工作，对膜片材质要求高。但此装置运行过程中频繁开启、关闭，使用寿命低、故障率较高。增压器吸气时会引起曲轴箱内产生较高的负压，一旦调压装置失效，会引起机油吸入增压器以及压力过大引起机油溢出现象的发生，造成发动机重大事故。

第三、现有闭式呼吸系统不具有对油气分离器的异常状况进行监控、提示和自动处理功能；一但油气分离器失效，也会引起机油吸入增压器以及压力过大引起机油溢出现象的发生，影响了发动机的安全、持续、稳定运行。

发明内容

旨在克服上述现有技术中存在的不足，本发明解决的第一个技术问题是，提出了一种油气分离器总成，其过滤效率高，可降低机油进入发动机燃烧室燃烧的机率，保证发动机正常工作。

作为同一个发明构思，本实施新型解决的第二个技术问题是，提供一种曲轴箱呼吸系统。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案是，提供一种油气分离器总成，所述油气分离器总成包括油气分离器、空滤器以及用于连接所述油气分离器和所述空滤器的连接座，所述连接座为中空结构；

所述油气分离器包括固定连接且相通的第一壳体和第二壳体，所述第二壳体一端敞口，另一端封闭；

所述第一壳体上设置有进气管，所述第一壳体内设置有一级油气分离滤芯；

所述第二壳体内平行设置有二级离心式扰流筒和出气管，所述出气管位于所述二级离心式扰流筒内，且所述出气管从所述第二壳体的封闭端延伸出所述第二壳体外；所述二级离心式扰流筒和所述出气管之间设置有三级油气分离滤芯，所述第二壳体与所述二级离心式扰流筒的内部连通，所述二级离心式扰流筒与所述出气管的内部连通，所述第二壳体底部设置有回油机构；

所述空滤器的出口通过所述连接座的中空内腔与所述出气管的内部连通。

优选地，所述第一壳体上设置有第一压力报警器和安全阀，所述第一压力报警器用于探测所述第一壳体内的压力并报警；

所述第二壳体上设置有第二压力报警器，所述第二压力报警器用于探测所述出气管内的压力并报警。

优选地，所述进气管上设置有电子调压阀。

优选地，所述回油机构包括回油管和设置有回油管上的单向阀。

优选地，所述一级油气分离滤芯在所述第一壳体内偏心设置。

优选地，所述第一壳体和所述第二壳体均为筒形结构，所述第一壳体竖向设置在所述第二壳体的顶部周壁；

所述第一壳体内设置有底板，所述底板呈倒圆锥形，所述一级油气分离滤芯竖向安装在所述底板上，所述底板上设有用于将所述一级油气分离滤芯的出口与所述第二壳体连通的出气口。

优选地，所述二级离心式扰流筒和所述出气管均横向设置于所述第二壳体内，所述二级离心式扰流筒的底部周壁上设置有第一进气口，所述第一进气口用于将所述第二壳体与所述二级离心式扰流筒的内部连通；

所述出气管的顶部周壁上设置有第二进气口，所述第二进气口用于将所述三级油气分离滤芯的出口与所述出气管的内部连通；

所述第二进气口上设置进气口盖，所述进气口盖上设有若干筛孔。

优选地，所述空滤器包括一端封闭一端敞口的筒形壳体和设置于所述筒形壳体内的滤芯，所述筒形壳体的外周壁上设置有若干个进气孔，所述滤芯的出口与所述连接座的中空内腔连通。

优选地，所述连接座包括两端开口的筒形本体，所述筒形本体的内部设置有隔离板，所述隔离板的一端设置有第一筒形座，所述隔离板的另一端设置有第二筒形座和第三筒形座，所述第三筒形座位于所述第二筒形座内，所述第一筒形座和所述第三筒形座的内部相连通形成所述中空内腔；

所述第二壳体敞口端的外周壁与所述筒形本体的内周壁过盈配合连接，所述二级离心式扰流筒的外周壁与所述第二筒形座的内周壁过盈配合连接，所述出气管的外周壁与所述第三筒形座的内周壁过盈配合连接；

所述筒形壳体敞口端的外周壁与所述筒形本体另一端的内周壁过盈配合连接，所述第一筒形座延伸至所述滤芯内且所述第一筒形座与所述滤芯的出口连通。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案是，提供一种曲轴箱呼吸系统，包括发动机曲轴箱和位于所述发动机曲轴箱底部的油底壳，所述发动机曲轴箱内设置有与发动机电控单元电连接的压力传感器，还包上述的油气分离器总成，所述进气管与所述发动机曲轴箱连接，所述回油机构与所述油底壳连接，所述出气管用于与增压器连接；

所述进气管上设置有电子调压阀，所述电子调压阀受控于所述发动机电控单元。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

本发明的油气分离器总成，包括通过连接座集成在一起的油气分离器和空滤器。通过连接座的中空内腔实现空气气路(空滤器内)和分级过滤后油气气路(油气分离器内)的有效结合。其中油气分离器包含了一级油气分离滤芯、二级离心式扰流筒和三级油气分离滤芯，可对混合油气进行三级过滤；一级过滤较大的颗粒物杂质以及油蒸汽，二级过滤利用离心原理分离混合油气中的机油，三级过滤利用滤芯精滤剩余混合气；完成三级过滤后气体在出气管与新鲜空气汇合后一同进入增压器中，涡轮压缩后经过进气歧管进入燃烧室燃烧，分离开的机油经过回油机构回流至油底壳中。提高了过滤效率，降低了机油进入发动机燃烧室燃烧的机率，减少积碳，保证了发动机的正常工作。

同时，油气分离器总成配有电子调压阀、安全阀、单向阀和压力报警器等装置；可保证发动机曲轴箱正常的工作压力，避免机油倒吸进增压器以及压力过大引起机油溢出现象的发生，也可及时提醒用户维修保养；安装在曲轴箱呼吸系统中，发动机电控单元可根据发动机曲轴箱内压力传感器传送的信息，自动控制电子调压阀动作，最终实现曲轴箱呼吸系统安全、稳定、持续地运行。

附图说明

图1是现有闭式呼吸系统的安装示意图；

图2是本发明油气分离器总成的结构示意图；

图3是本发明油器分离器总成的分解结构示意图；

图4是图3中第一壳体、第二壳体和连接座的剖视结构示意图；

图5是图3中空滤器的结构示意图；

图6是图3中连接座的结构示意图；

图7是图4中进气口盖的结构示意图

图8是本发明曲轴箱呼吸系统的安装示意图；

图中:1-油气分离器，11-第一壳体，111-进气管，112-底板，1121-出气口，113-一级油气分离滤芯，114-第一压力报警器，115-安全阀，12-第二壳体，121-二级离心式扰流筒，122-第一进气口，123-出气管，124-第二进气口，125-进气口盖,126-筛孔，127-三级油气分离滤芯，128-第二压力报警器，13-回油管，2-空滤器，21-筒形壳体，22-滤芯，211-进气孔，3-连接座，31-筒形本体，32-中空内腔，33-隔离板，34-第一筒形座，35-第二筒形座，36-第三筒形座，a-油气分离器总成，b-发动机曲轴箱，c-油底壳，d-增压器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

如图2至图4共同所示，一种油气分离器总成a，包括油气分离器1、空滤器2以及用于连接油气分离器1和空滤器2的连接座3；即连接座3作为一个桥梁将油气分离器1、空滤器2集成在一起，使其结构紧凑便于发动机整机布置。同时为了实现空气气路和分级过滤后油气气路的有效结合，需将连接座3设计为中空结构。

其中，油气分离器1包括固定连接且相通的第一壳体11和第二壳体12。本实施例中，第一壳体11和第二壳体12均为筒形结构，且第二壳体12一端敞口，另一端封闭。为了便于后续的装配，可将第一壳体11和第二壳体12设计为一体件。

第一壳体11竖向设置在第二壳体12(横向)的顶部周壁；第一壳体11上设置有进气管111，第一壳体11内设置有底板112，底板112呈倒圆锥形(形似漏斗状，聚集导流的作用)，一级油气分离滤芯113竖向安装在底板112上，底板112的中心设有用于将一级油气分离滤芯113的出口(中空的内部)与第二壳体12连通的出气口1121，出气口1121可使经一级油气分离滤芯113过滤后的混合气进入第二壳体12内继续后续的过滤。优选地，一级油气分离滤芯113偏心设置在第一壳体11内，即第一壳体11与一级油气分离滤芯113的中心线不共线，也就是出气口1121的中心线与一级油气分离滤芯113的中心线不共线；可使混合气产生旋流，便于后续的离心式过滤。

第二壳体12内平行设置(图中所示为横向设置)有二级离心式扰流筒121和出气管123，出气管123位于二级离心式扰流筒121内，且出气管123从第二壳体12的封闭端延伸出第二壳体12外，应用在曲轴箱呼吸系统时，便于外界其它设备；二级离心式扰流筒121和出气管123之间设置有三级油气分离滤芯127(三级油气分离滤芯127横向套装在二级离心式扰流筒121和出气管123之间形成的环形空间内)。第二壳体12与二级离心式扰流筒121的内部连通，二级离心式扰流筒121与出气管123的内部连通，空滤器3的出口通过连接座3的中空内腔32也与出气管123的内部连通，第二壳体12底部设置有回油机构，回油机构包括回油管13和单向阀，单相阀可防止倒吸。

如图4和图7共同所示，本实施例中，二级离心式扰流筒121的底部周壁上设置有第一进气口122，第一进气口122用于将第二壳体12与二级离心式扰流筒121的内部连通；出气管123的顶部周壁上设置有第二进气口124，第二进气口124用于将三级油气分离滤芯127的出口(中空的内部)与出气管124的内部连通；为了进一步净化过滤后的气体，在第二进气口124上设置进气口盖125，进气口盖125上设有若干筛孔126。

如图5所示，本实施例中，空滤器2包括一端封闭一端敞口的筒形壳体21和设置于筒形壳体21内的滤芯22，筒形壳体21的外周壁上设置有若干个进气孔211，滤芯22的出口(中空的内部)与连接座3的中空内腔32连通。

如图4和图6共同所示，连接座3包括两端开口的筒形本体31，筒形本体31的内部设置有隔离板33，隔离板33的一端设置有第一筒形座34，隔离板33的另一端设置有第二筒形座34和第三筒形座36，第三筒形座36位于第二筒形座34内，第一筒形座34和第三筒形座36的内部相连通形成上述的中空内腔32。

油气分离器1中第二壳体12敞口端的外周壁与筒形本体31的内周壁过盈配合连接，二级离心式扰流筒121的外周壁与第二筒形座34的内周壁过盈配合连接，出气管123的外周壁与第三筒形座36的内周壁过盈配合连接；

空滤器2中筒形壳体21敞口端的外周壁与筒形本体31另一端的内周壁过盈配合连接，第一筒形座34延伸至滤芯22内且第一筒形座34与滤芯22的出口连通。

为了增加油气分离器总成a的实用性和可靠性，进一步优化上述技术方案；在第一壳体11的侧部上设置有第一压力报警器114，顶部设置安全阀115；第一压力报警器114用于探测第一壳体11内的压力并报警，可间接反映出一级油气分离滤芯113目前的工作状态。

在第二壳体12上设置第二压力报警器128，第二压力报警器128用于探测出气管123内的压力并报警，可间接反映出三级油气分离滤芯127和空滤器2目前的工作状态。

且，在进气管123上设置有受发动机电控单元控制的电子调压阀，通过发动机电控单元控制对传感器数据分析，做出阀门开启与关闭指令，控制方式由机械式改为电子式，灵敏度和稳定性都大幅度提高。若电子调压阀失效时，单向阀可保证机油正常流入油底壳c中避免倒吸。

如图8所示，本实施例还公开了一种安装有上述油气分离器总成a的曲轴箱呼吸系统，包括发动机曲轴箱b和位于发动机曲轴箱b底部的油底壳c，发动机曲轴箱b内设置有与发动机电控单元电连接的压力传感器(图中未示出)。其中进气管111与发动机曲轴箱b连接，回油管13与油底壳c连接，出气管123用于与增压器d连接。

具体工作原理为：

当发动机正常运转时，发动机曲轴箱b内产生的混合气体经过进气管111进入油气分离器总成a，经一级油气分离滤芯113过滤，将其中较大的颗粒物杂质以及油蒸汽过滤掉；过滤后的混合气经第一壳体11底板112上的出气口1121进入第二壳体12侧壁与二级离心式扰流筒121外壁件形成的空间内，进行二级过滤，油滴在离心力的作用下随气流旋转甩到第二壳体12的侧壁上，汇集成滴后流到底部的回油管13然后进入油底壳c中。二级过滤后的混合气经二级离心式扰流筒121底部侧壁上的第一进气口122进入三级油气分离滤芯127进行过滤，将剩余颗粒物及油杂质进一步过滤；完成三级过滤后气体通过进气管123顶部侧壁的第二进气口124进入进气管123内。此时外界空气经空滤器2筒形壳体21上的进气孔211进入滤芯22，过滤的新鲜空气进入进气管123内。

即经油气分离器1分级过滤后的气体与新鲜空气汇合后通过进入增压器d，涡轮压缩后经过进气歧管进入燃烧室燃烧。

若当第一压力报警器114报警(指示灯变红)时，说明第一壳体11内部压力较大，一级油气分离滤芯113发生异常需要保养，此时第一壳体11顶部的安全阀115因压力过大而自动打开，与外界连通以保持发动机曲轴箱b正常工作压力,避免了机油倒吸进增压器d以及压力过大引起机油溢出现象的发生。当第二压力报警器128报警(指示灯变红)，说明需要保养空滤器2或/和三级油气分离滤芯127。

当发动机电控单元接收压力传感器传送的压力信号并判断此时负压值已经达到预设关闭值时，控制电子调压阀关闭，发动机曲轴箱b与油气分离器总成a之间的气路被切断；当判断此时负压值回到预设开启值时，控制电子调压阀打开，保持发动机曲轴箱b正常工作压力，也可避免机油倒吸进增压器d以及压力过大引起机油溢出现象的发生。

综上，本发明油气分离器总成a是一种集成式结构，结构紧凑便于发动机整机的布置。且可完成三级过滤，一级过滤利较大的颗粒物杂质以及油蒸汽，二级过滤利用离心原理分离混合气中的机油，三级精滤剩余混合气，提高了过滤效率，且整体过滤效果好、过滤精度高。再者，油气分离器总成a配有电子调压阀、安全阀115、单向阀、第一压力报警器114和第二压力报警器128等装置，必要时可保证发动机曲轴箱b正常工作压力，避免机油倒吸进增压器d以及压力过大引起机油溢出现象的发生，可及时提醒用户维修保养；最终实现此曲轴箱呼吸系统安全、稳定、持续地运行。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油气分离器总成，其特征在于，所述油气分离器总成包括油气分离器、空滤器以及用于连接所述油气分离器和所述空滤器的连接座，所述连接座为中空结构；

所述油气分离器包括固定连接且相通的第一壳体和第二壳体，所述第二壳体一端敞口，另一端封闭；

所述第一壳体上设置有进气管，所述第一壳体内设置有一级油气分离滤芯；

所述第二壳体内平行设置有二级离心式扰流筒和出气管，所述出气管位于所述二级离心式扰流筒内，且所述出气管从所述第二壳体的封闭端延伸出所述第二壳体外；所述二级离心式扰流筒和所述出气管之间设置有三级油气分离滤芯，所述第二壳体与所述二级离心式扰流筒的内部连通，所述二级离心式扰流筒与所述出气管的内部连通，所述第二壳体底部设置有回油机构；

所述空滤器的出口通过所述连接座的中空内腔与所述出气管的内部连通。

2.如权利要求1所述的油气分离器总成，其特征在于，所述第一壳体上设置有第一压力报警器和安全阀，所述第一压力报警器用于探测所述第一壳体内的压力并报警；

所述第二壳体上设置有第二压力报警器，所述第二压力报警器用于探测所述出气管内的压力并报警。

3.如权利要求1所述的油气分离器总成，其特征在于，所述进气管上设置有电子调压阀。

4.如权利要求1所述的油气分离器总成，其特征在于，所述回油机构包括回油管和设置有回油管上的单向阀。

5.如权利要求1所述的油气分离器总成，其特征在于，所述一级油气分离滤芯在所述第一壳体内偏心设置。

6.如权利要求1所述的油气分离器总成，其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体均为筒形结构，所述第一壳体竖向设置在横向设置的所述第二壳体的顶部周壁；

所述第一壳体内设置有底板，所述底板呈倒圆锥形，所述一级油气分离滤芯竖向安装在所述底板上，所述底板上设有用于将所述一级油气分离滤芯的出口与所述第二壳体连通的出气口。

7.如权利要求6所述的油气分离器总成，其特征在于，所述二级离心式扰流筒和所述出气管均横向设置于所述第二壳体内，所述二级离心式扰流筒的底部周壁上设置有第一进气口，所述第一进气口用于将所述第二壳体与所述二级离心式扰流筒的内部连通；

所述出气管的顶部周壁上设置有第二进气口，所述第二进气口用于将所述三级油气分离滤芯的出口与所述出气管的内部连通；

所述第二进气口上设置进气口盖，所述进气口盖上设有若干筛孔。

8.如权利要求1所述的油气分离器总成，其特征在于，所述空滤器包括一端封闭一端敞口的筒形壳体和设置于所述筒形壳体内的滤芯，所述筒形壳体的外周壁上设置有若干个进气孔，所述滤芯的出口与所述连接座的中空内腔连通。

9.如权利要求8所述的油气分离器总成，其特征在于，所述连接座包括两端开口的筒形本体，所述筒形本体的内部设置有隔离板，所述隔离板的一端设置有第一筒形座，所述隔离板的另一端设置有第二筒形座和第三筒形座，所述第三筒形座位于所述第二筒形座内，所述第一筒形座和所述第三筒形座的内部相连通形成所述中空内腔；

所述第二壳体敞口端的外周壁与所述筒形本体的内周壁过盈配合连接，所述二级离心式扰流筒的外周壁与所述第二筒形座的内周壁过盈配合连接，所述出气管的外周壁与所述第三筒形座的内周壁过盈配合连接；

所述筒形壳体敞口端的外周壁与所述筒形本体另一端的内周壁过盈配合连接，所述第一筒形座延伸至所述滤芯内且所述第一筒形座与所述滤芯的出口连通。

10.一种曲轴箱呼吸系统，包括发动机曲轴箱和位于所述发动机曲轴箱底部的油底壳，所述发动机曲轴箱内设置有与发动机电控单元电连接的压力传感器，其特征在于，还包权利要求1至9任一项所述的油气分离器总成，所述进气管与所述发动机曲轴箱连接，所述回油机构与所述油底壳连接，所述出气管用于与增压器连接；

所述进气管上设置有电子调压阀，所述电子调压阀受控于所述发动机电控单元。

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