一種油氣分離器的製作方法
2023-05-08 18:10:56
本發明屬於汽車發動機技術領域，具體地說，涉及一種油氣分離器。
背景技術：
汽車發動機在運轉過程中會有可燃混合氣和廢氣進入曲軸箱，溶解在機油中，使機油稀釋，性能變差，廢氣中含有的顆粒等汙染物與機油混合，使機油變質，腐蝕零部件；同時發動機運轉產生熱量，機油揮發，曲軸箱內部壓力增大，機油會從曲軸箱油封等處滲出流失，機油流失會造成機油消耗量過大，機油揮發產生的蒸汽也會對大氣造成汙染。因此，發動機都採用曲軸箱通風系統來清除曲軸箱竄氣、防止機油變質、漸少機油消耗、降低排放等。
目前，發動機曲軸箱通風系統中的油氣分離器主要有以下幾種：
第一，採用擋板構成的迷宮式油氣分離器；該油氣分離器為了使分離效果好，需要較多的擋板，佔用空間大，不利於發動機小型化和總體布置；同時，擋板越多，在發動機高速運轉時，曲軸箱內壓力高，容易使回油不暢。
第二：濾芯式油氣分離器；其通過過濾的方式將機油和氣體分離，這種油氣分離器的分離效率低，在需要分離的油氣混合氣較多時，油氣分離不徹底，效果不好。
第三：旋風式油氣分離器；其含有的零部件較多，拆裝工藝複雜，維修困難，適用性差。
同時，這些採用擋板、旋風等結構構成或組成的常規油氣分離器不能控制分離後氣體的流向，需要外置單向閥來控制分離後氣體的流向，成本較高。
並且，這些常規油氣分離器在發動機竄氣量增大時，壓差急劇增加，分離效率進一步降低，導致發動機機油耗偏高。
因此，針對上述問題，有必要提供一種集成了單向閥的高分離效率的油氣分離器。
技術實現要素：
為了克服背景技術中存在的問題，本發明提出了一種油氣分離器，通過將單向閥直接集成在分離器本體中，同時設置特殊結構的粗分離結構與精分離結構，使油氣得到高效徹底地分離，提高其分離效率的同時，簡化油氣分離器的結構以及降低其製造成本；並且，在保證油氣分離效率的同時，保證整個油氣分離器的壓差在合理的範圍內，以降低機油消耗量。
為實現上述目的，本發明是通過如下技術方案實現的：
所述的油氣分離器包括分離器本體1、竄氣聚集室2、油氣分離部分3、調壓閥4、小負荷單向閥5、大負荷單向閥6、小負荷通道7、大負荷通道8，所述的分離器本體1的左部設置有竄氣聚集室2，竄氣聚集室2與油氣分離部分3連接，所述的油氣分離部分3包括粗分離結構9、精分離結構10、蓋板11，粗分離結構9的後側設置有精分離結構10，粗分離結構9與精分離結構10的上方設置有蓋板11，油氣分離部分3的後側設置有調壓閥4，調壓閥4的後側設置有小負荷通道7與大負荷通道8，小負荷通道7與大負荷通道8上分別設置有小負荷單向閥5、大負荷單向閥6。
進一步地，所述的粗分離結構9由提速通道12、粗分離腔13、弧形擋板14組成，提速通道12與竄氣聚集室2的竄氣聚集腔15連通，竄氣聚集腔15上設置有上蓋16，提速通道12與粗分離腔13連通，提速通道12的出口處設置有弧形擋板14，弧形擋板14安裝在粗分離腔13內，弧形擋板14的兩側開設有公氣體通過的缺口17。
進一步地，所述的精分離結構10由毛氈閥18、精分離腔19、喇叭口結構20、擋板21組成，所述的粗分離腔13的出口與精分離腔19的進口連通，精分離腔19的進口處設置有毛氈閥18，喇叭口結構20寬的一側為進氣口，將毛氈閥18出口完全包圍，喇叭口結構20窄的一側出氣口，出氣口的前側設置有一塊擋板21。
進一步地，所述的毛氈閥18包括毛氈閥支架30、毛氈閥本體31、毛氈閥閥座32、毛氈閥彈簧33、墊片34、螺母35，所述的毛氈閥本體31活動安裝在毛氈閥閥座32內，毛氈閥彈簧33安裝在毛氈閥支架30上，毛氈閥支架30的前端穿過毛氈閥本體31中部的通孔後通過墊片34及螺母35固定在毛氈閥本體31上。
進一步地，所述的擋板21垂直於分離器本體1底部的兩側邊部向喇叭口結構20一側傾斜設置。
進一步地，所述的調壓閥4包括調壓閥底座22、調壓閥彈簧23、調壓閥膜片24、調壓閥上蓋25，所述的調壓閥底座22安裝在油氣分離部分3後側的分離器本體1上，調壓閥彈簧23安裝在調壓閥底座22內，調壓閥彈簧23的上方安裝有調壓閥膜片24，調壓閥上蓋25與調壓閥底座22通過卡扣匹配連接。
進一步地，所述的小負荷單向閥5通向發動機的進氣歧管，大負荷單向閥6通向發動機的主進氣管，小負荷單向閥5與大負荷單向閥6均由橡膠閥片26、塑料閥座27及塑料閥體28構成，所述的塑料閥體28安裝在塑料閥座27上，塑料閥座27與塑料閥體28集成在分離器本體1中，小負荷單向閥5的橡膠閥片26安裝在塑料閥體28的上側，大負荷單向閥6的橡膠閥片26安裝在塑料閥體28的下側，小負荷單向閥5與大負荷單向閥6上安裝有一體式蓋板29。
本發明的有益效果：
本發明通過將單向閥直接集成在分離器本體中，以簡化油氣分離器的結構，降低其製造成本；並且兩個單向閥的橡膠閥片的位置經過特別考慮，小負荷單向閥的橡膠閥片在塑料閥體的上側，大負荷單向閥的橡膠閥片在塑料閥體的下側，以保證在冬季橡膠閥片凍結的情況下，小負荷單向閥是關閉的，進氣歧管的高壓不會進入曲軸箱。設置特殊結構的粗分離結構與精分離結構，使油氣得到高效徹底地分離，提高其分離效率；同時，在保證油氣分離效率的同時，保證整個油氣分離器的壓差在合理的範圍內，以降低機油消耗量。
附圖說明
圖1為本發明的軸測圖；
圖2為本發明的內部結構示意圖；
圖3為本發明的爆炸圖；
圖4為粗分離結構局部放大示意圖；
圖5為大負荷單向閥的結構示意圖；
圖6為毛氈閥的爆炸圖。
圖中，1-分離器本體、2-竄氣聚集室、3-油氣分離部分、4-調壓閥、5-小負荷單向閥、6-大負荷單向閥、7-小負荷通道、8-大負荷通道、9-粗分離結構、10-精分離結構、11-蓋板、12-提速通道、13-粗分離腔、14-弧形擋板、15-竄氣聚集腔、16-上蓋、17-缺口、18-毛氈閥、19-精分離腔、20-喇叭口結構、21-擋板、22-調壓閥底座、23-調壓閥彈簧、24-調壓閥膜片、25-調壓閥上蓋、26-橡膠閥片、27-塑料閥座、28-塑料閥體、29-一體式蓋板、30-毛氈閥支架、31-毛氈閥本體、32-毛氈閥閥座、33-毛氈閥彈簧、34-墊片、35-螺母。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例和附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖1、圖2所示，所述的油氣分離器包括分離器本體1、竄氣聚集室2、油氣分離部分3、調壓閥4、小負荷單向閥5、大負荷單向閥6、小負荷通道7、大負荷通道8，所述的分離器本體1的左部設置有竄氣聚集室2，竄氣聚集室2與油氣分離部分3連接，所述的油氣分離部分3包括粗分離結構9、精分離結構10、蓋板11，粗分離結構9的後側設置有精分離結構10，粗分離結構9與精分離結構10的上方設置有蓋板11，油氣分離部分3的後側設置有調壓閥4，調壓閥4的後側設置有小負荷通道7與大負荷通道8，小負荷通道7與大負荷通道8上分別設置有小負荷單向閥5、大負荷單向閥6。
如圖2所示，所述的粗分離結構9由提速通道12、粗分離腔13、弧形擋板14組成，提速通道12與竄氣聚集室2的竄氣聚集腔15連通，竄氣聚集腔15上設置有上蓋16，提速通道12與粗分離腔13連通，提速通道12的出口處設置有弧形擋板14，弧形擋板14安裝在粗分離腔13內，弧形擋板14的兩側開設有公氣體通過的缺口17。弧形擋板14近似半圓結構，將呈隧道狀結構的提速通道12的出口包圍住，經過提速通道12提速的氣體撞擊在弧形擋板14上，以分離出氣體中尺寸比較大的機油顆粒，從而達到油氣粗分離的目的，這種特殊結構的粗分離結構的不僅結構簡單，而且，還具有分離效率高的優點。
如圖2所示，所述的精分離結構10由毛氈閥18、精分離腔19、喇叭口結構20、擋板21組成，所述的粗分離腔13的出口與精分離腔19的進口連通，精分離腔19的進口處設置有毛氈閥18，喇叭口結構20寬的一側為進氣口，將毛氈閥18出口完全包圍，喇叭口結構20窄的一側出氣口，出氣口的前側設置有一塊擋板21，所述的擋板21垂直於分離器本體1底部的兩側邊部向喇叭口結構20一側傾斜設置。如圖6所示，所述的毛氈閥18包括毛氈閥支架30、毛氈閥本體31、毛氈閥閥座32、毛氈閥彈簧33、墊片34、螺母35，所述的毛氈閥本體31活動安裝在毛氈閥閥座32內，毛氈閥彈簧33安裝在毛氈閥支架30上，毛氈閥支架30的前端穿過毛氈閥本體31中部的通孔後通過墊片34及螺母35固定在毛氈閥本體31上。毛氈閥本體31由疏鬆的，內部通透的毛氈材質製成，毛氈閥18主要有兩個作用：在發動機竄氣量較小時毛氈閥18兩端的壓差較小，毛氈閥18此時處於關閉狀態，氣體全部穿過毛氈閥本體31，在此過程中氣體中的機油，水汽等雜質被毛氈閥本體31阻擋，在毛氈閥本體31中逐漸累積，最終由於重力的作用滴落在分離器本體1的腔體內，從而起到分離的目的，保證只有乾淨的氣體通過毛氈閥本體31，提高油氣分離效率；當發動機竄氣量增加時，毛氈閥18兩端的壓差相應增加，當壓差大於毛氈閥18中毛氈閥彈簧33的壓力時，毛氈閥18自動打開，打開的程度取決於兩側的壓差和毛氈閥彈簧33的壓力，此時毛氈閥18起到了洩壓閥的作用，保證整個油氣分離器的壓差在合理的範圍內，而此時分離效率並沒有顯著的降低，從而不影響發動機整體的功能，兼顧了分離效率和壓差這兩個最重要的指標要求。第二部分是特殊的喇叭口結構20，喇叭口結構20寬的一側將毛氈閥18的出口完全包住，喇叭口結構20窄的一側正對著擋板21，經過毛氈閥18過濾的氣體，經過喇叭口結構20後流速得到提升，以較高的流速撞擊到擋板21上，氣體中的機油被擋板21攔截，最終由於重力作用低落在分離器本體1的腔體內，從而起到進一步分離的作用。此種精分離結構10還有另外一個優勢是只需要通過更換不同彈力的毛氈閥彈簧33以及安裝不同數量的毛氈閥18，就能適用於不同發動機的要求，其通用性高，適配能力強。
如圖3所示，所述的調壓閥4包括調壓閥底座22、調壓閥彈簧23、調壓閥膜片24、調壓閥上蓋25，所述的調壓閥底座22安裝在油氣分離部分3後側的分離器本體1上，調壓閥彈簧23安裝在調壓閥底座22內，調壓閥彈簧23的上方安裝有調壓閥膜片24，調壓閥上蓋25與調壓閥底座22通過卡扣匹配連接，調壓閥4中的橡膠調壓閥膜片24在其兩面壓差與調壓閥彈簧23的共同作用下可與調壓閥底座22形成開閉的效果，從而達到調節曲軸箱壓力的作用，保持曲軸箱壓力總體上為負壓。
如圖2、圖5所示，所述的小負荷單向閥5通向發動機的進氣歧管，大負荷單向閥6通向發動機的主進氣管，小負荷單向閥5與大負荷單向閥6均由橡膠閥片26、塑料閥座27及塑料閥體28構成，所述的塑料閥體28安裝在塑料閥座27上，塑料閥座27與塑料閥體28集成在分離器本體1中，小負荷單向閥5的橡膠閥片26安裝在塑料閥體28的上側，大負荷單向閥6的橡膠閥片26安裝在塑料閥體28的下側，小負荷單向閥5與大負荷單向閥6上安裝有一體式蓋板29。小負荷單向閥5、大負荷單向閥6的塑料閥體28上開設有若干蜂窩狀的小孔，用於通氣，塑料閥座27及塑料閥體28集成在分離器本體1中，結構簡單，成本低。小負荷單向閥5、大負荷單向閥6的開閉取決於進氣歧管及主進氣管的壓力，當發動機處於小負荷狀態時，氣體只通向進氣歧管，當發動機處於大負荷狀態時，氣體只通向主進氣管。小負荷單向閥5、大負荷單向閥6的橡膠閥片26的位置經過特別考慮，小負荷側小負荷單向閥5的橡膠閥片26在塑料閥體28的上側，大負荷側大負荷單向閥6的橡膠閥片26在塑料閥體28的下側，保證在冬季橡膠閥片26凍結的情況下，小負荷側是關閉的，進氣歧管的高壓不會進入曲軸箱。
實施例
曲軸箱竄氣從竄氣聚集室2的入口進入，經過提速通道12的氣體撞擊在弧形擋板14上，氣體中尺寸比較大的機油顆粒附著在弧形擋板14上，最終由於重力作用低落在分粗分離腔13內，而分離較大機油顆粒的氣體則從弧形擋板14兩側的缺口17溢出，然後通過毛氈閥18進入精分離腔19。
在發動機竄氣量較小時，毛氈閥18兩端的壓差較小，毛氈閥18此時處於關閉狀態，氣體全部穿過毛氈閥本體31，在此過程中氣體中的機油，水汽等雜質被毛氈閥本體31阻擋，在毛氈閥本體31中逐漸累積，最終由於重力的作用滴落在分離器本體1的腔體內，經過毛氈閥18過濾的氣體，經過喇叭口結構20後流速得到提升，以較高的流速撞擊到擋板21上，氣體中的機油被擋板21攔截，最終由於重力作用低落在分離器本體1的腔體內，從而起到進一步分離的作用，過精分離的氣體再經過調壓閥4，最後竄氣從進入小負荷通道7後經過小負荷單向閥5進入進氣歧管。
當發動機竄氣量增加時，毛氈閥18兩端的壓差相應增加，當壓差大於毛氈閥18中毛氈閥彈簧33的壓力時，毛氈閥18自動打開，打開的程度取決於兩側的壓差和毛氈閥彈簧33的壓力，此時毛氈閥18起到了洩壓閥的作用，保證整個油氣分離器的壓差在合理的範圍內。經過毛氈閥18過濾的氣體，經過喇叭口結構20後流速得到提升，以較高的流速撞擊到擋板21上，氣體中的機油被擋板21攔截，最終由於重力作用低落在分離器本體1的腔體內，從而起到進一步分離的作用，經過精分離的氣體再經過調壓閥4，最後竄氣從大負荷通道8排出經過大負荷單向閥6，進入主進氣管。
本發明通過將單向閥直接集成在分離器本體中，以簡化油氣分離器的結構，降低其製造成本；並且兩個單向閥的橡膠閥片的位置經過特別考慮，小負荷單向閥的橡膠閥片在塑料閥體的上側，大負荷單向閥的橡膠閥片在塑料閥體的下側，以保證在冬季橡膠閥片凍結的情況下，小負荷單向閥是關閉的，進氣歧管的高壓不會進入曲軸箱。設置特殊結構的粗分離結構與精分離結構，使油氣得到高效徹底地分離，提高其分離效率；同時，在保證油氣分離效率的同時，保證整個油氣分離器的壓差在合理的範圍內，以降低機油消耗量。
最後說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管通過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發明權利要求書所限定的範圍。