用于发动机的油气分离器、控制方法以及车辆与流程

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用于发动机的油气分离器、控制方法以及车辆与制造工艺

本发明涉及发动机领域,特别涉及一种用于发动机的油气分离器、控制方法以及车辆。



背景技术:

随着当今世界科学技术的不断提高与发展,汽车新技术的开发与更新速度越来越快,而内燃发动机作为汽车的动力源,其技术的创新,对于能源节约、满足消费者需求、减轻环境污染有重大意义。

目前几乎所有的内燃发动机工作都是靠吸入混合气后压缩,然后点燃或压燃混合气,从而驱动活塞做功产生动力,从混合气的压缩到燃烧中都会产生很高压力,被压缩的气体会从活塞和缸体的缝隙、活塞环开口、活塞环和缸体的缝隙等地方窜出去进入曲轴箱,形成曲轴箱窜气。随着发动机工作时间增长,窜气会越来越多,为了不影响发动机动力和保护发动机不被损坏,必须将窜气从曲轴箱中排放出去。

而为满足日益严格的排放法规要求,曲轴箱通风系统由无到有,由简单到复杂,在不断的创新和改善。传统内燃发动机的曲轴箱通风系统中的油气分离器有很多种,例如,挡板式、旋风式、滤芯式等,且以挡板式与旋风式最为常见。

现在市场上的挡板式油气分离器如图1所示,油气混合气体从进气口8进入到油气分离器内,气流撞击油气分离器的挡板7。在撞击挡板过程中油滴吸附在挡板7上,气体从排气口9流出,从而达到油气分离的效果。此种结构的油气分离器在活塞漏气量小时,气体的流速不高的情况下具有较好的油气分离效果,当活塞漏气量大而气体流速高时,气流快速撞击挡板7,大 的油滴会被撞散并跟随着气流从排气口9流出。另外,当发动机实际的活塞漏气量比设计值小(气体的流速小),且当机油颗粒直径小于1um时,由于机油颗粒的惯性很小,机油颗粒会跟着气流从排气口9流出而达不到理想的分离效果。因此,这种挡板式结构只能分离特定的漏气量和特定的机油颗粒,并在设计之初就确定了分离哪些速度和直径的机油颗粒,而无法根据漏气量的大小进行调整。

有鉴于现有技术的上述缺点,需要提供一种新型的用于发动机的油气分离器。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明旨在提出一种用于发动机的油气分离器,以能够根据活塞漏气量的大小调整混合气体的流速而提升油气分离效果。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种用于发动机的油气分离器,其包括具有流体通道的壳体以及位于所述流体通道内的射流板、集油板和控制阀,所述流体通道包括出气口和用于连接所述发动机的曲轴箱通风口的取气口,所述射流板分隔所述取气口与所述出气口且开设有多个允许流体通过的射流孔,所述集油板位于所述射流板的靠近所述出气口的一侧,且所述集油板对应所述射流孔设置以吸附流体中的油,所述控制阀能够控制所述射流孔的开闭。

进一步的,所述射流孔形成为喇叭状,所述射流孔的大开口端朝向所述取气口的一侧且所述射流孔的小开口端朝向所述出气口的一侧。

进一步的,所述集油板上设置有吸油材料。

进一步的,所述控制阀包括阀体、设置于所述阀体外的阀片、设置于所述阀体内的阀芯以及设置于所述阀体上的流体入口与流体出口,所述流体入口与取气口连通且所述流体出口与所述出气口连通,所述控制阀能够根据所 述流体入口与所述流体出口的压力差控制所述阀芯的移动,所述阀芯与所述阀片连接以使得所述阀片跟随所述阀芯移动而打开或者关闭所述射流孔。

进一步的,所述用于发动机的油气分离器还包括设置于所述壳体内的内膜,所述壳体的一部分与所述内膜共同围成了与所述流体通道隔离的阀腔,所述阀体设置于所述阀腔内。

相对于现有技术,本发明所述的用于发动机的油气分离器具有以下优势:

本发明的用于发动机的油气分离器中射流板分隔取气口与出气口且开设有多个允许流体通过的射流孔,并通过控制阀控制射流孔的开闭,从而能够根据活塞漏气量的大小调整混合气体的流速,使气体流速保持在设定的范围内,满足发动机不同工况的油气分离,而提升油气分离效果。

本发明的另一目的在于提出一种用于发动机的油气分离器的控制方法,以能够根据活塞漏气量的大小调整混合气体的流速而提升油气分离效果。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种用于发动机的油气分离器的控制方法,其中,所述用于发动机的油气分离器的控制方法根据上述的用于发动机的油气分离器进行,所述控制阀根据所述取气口与所述出气口之间的压力差ΔP控制所述射流孔的开闭;当-10KPa≤ΔP≤a时,所述控制阀控制一个所述射流孔打开;当a<ΔP<b时,所述控制阀控制至少两个所述射流孔打开;当b≤ΔP≤0KPa时,所述控制阀控制全部的所述射流孔打开。

进一步的,-6.5KPa≤a≤-5.5KPa,-4.5KPa≤b≤-3.5KPa。

进一步的,所述射流孔的个数为N,N≥3。

所述用于发动机的油气分离器的控制方法与上述用于发动机的油气分离器相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。

本发明的另一目的在于提出一种车辆,其用于发动机的油气分离器能够 根据活塞漏气量的大小调整混合气体的流速而提升油气分离效果。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种车辆,其中,设置有上述的用于发动机的油气分离器。

所述车辆与上述用于发动机的油气分离器相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为现有的油气分离器的结构示意图;

图2为本发明一种实施方式所述的用于发动机的油气分离器的结构示意图;

图3为本发明另一种实施方式所述的用于发动机的油气分离器的结构示意图。

附图标记说明:

1-壳体,11-取气口,12-出气口,2-射流板,21-射流孔,3-控制阀,31-阀片,4-集油板,5-内膜,6-阀腔,7-挡板,8-进气口,9-排气口。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明的用于发动机的油气分离器包括具有流体通道的壳体1以及位于 流体通道内的射流板2、集油板4和控制阀3,流体通道包括出气口12和用于连接发动机的曲轴箱通风口的取气口11,射流板2分隔取气口11与出气口12且开设有多个允许流体通过的射流孔21,集油板4位于射流板2的靠近出气口12的一侧,且集油板4对应射流孔21设置以吸附流体中的油,控制阀3能够控制射流孔21的开闭。通过取气口11在曲轴箱内吸取含油的混合气体,当混合气体高速通过射流板2上的射流孔21并喷射在集油板4上时,混合气体的油和气会被分离开来,分离后的气体经集油板4与壳体1之间的间隙通过出气口12排出油气分离器进入进气歧管等。控制阀3能够根据取气口11与出气口12之间的压力差ΔP控制射流孔21的开闭,从而能够根据活塞漏气量的大小调整混合气体的流速,使气体流速保持在设定的范围内,满足发动机不同工况的油气分离,而提升油气分离效果。

具体地,如图2和图3所示,射流孔21形成为喇叭状,射流孔21的大开口端朝向取气口11的一侧且射流孔21的小开口端朝向出气口12的一侧,通过射流孔21内部的形状,使混合气体形成加速-匀速的运动模式。混合气体中的机油粒子在随着气体运动的过程中,其本身也会产生相对运动,机油粒子之间相互碰撞、结合而形成大的机油颗粒,而使得机油粒子产生更大的惯性力。当机油颗粒与集油板4碰撞,机油颗粒附着在集油板4上而气体经集油板4与壳体1之间的间隙通过出气口12排出油气分离器,以达到油气分离的效果。

进一步地,集油板4上设置有吸油材料,当机油颗粒与集油板4碰撞,机油颗粒会被充分吸收而防止机油颗粒在撞散后被气流再次带走,从而能够增加油气分离效率,分离后的机油颗粒通过油气分离器的回油口排出,重新回到发动机的油底壳。其中,吸油材料可为木棉纤维、纸浆纤维、有机聚合物纤维、凝胶型和高吸油性树脂等,而有机聚合物纤维吸油材料主要包括聚丙烯、聚氨酯泡沫、烷基乙烯聚合物等。

如图2所示,在本实施方式中控制阀3可为弹簧阀,并在取气口11和出气口12分别设置有压力传感器,控制单元根据压力传感器得到的压力计算出取气口11与出气口12之间的压差,而控制弹簧阀的动作,弹簧阀进而控制射流孔21的开闭。或者,控制阀3可包括阀体、设置于阀体外的阀片31、设置于阀体内的阀芯以及设置于阀体上的流体入口与流体出口,流体入口与取气口11连通且与流体出口与出气口12连通,控制阀3能够根据流体入口与流体出口的压力差控制阀芯的移动,阀芯与阀片31连接以使得阀片31跟随阀芯移动而打开或者关闭射流孔21。

以下以射流板2上开设有三个射流孔21为例进行具体说明。在发动机小负荷运行时,含油的混合气体在油气分离器里的流速很慢,通过控制阀3将射流板2上的两个射流孔21关闭,混合气体通过剩余的射流孔21,而提高混合气体流过射流板2的速度,增加机油颗粒的惯性,可以避免质量小的机油颗粒随气流流走,保证机油颗粒都能够喷射在集油板4上进行油气分离。在发动机中负荷运行时,混合气体的流速相对小负荷运行时有一定的增加,取气口11与出气口12的压差发生变化,控制阀3会根据取气口11与出气口12之间的压差的改变将射流板2上的一个射流孔21关闭,此时含油的混合气体可以通过射流板2上的两个射流孔21喷射在集油板4上而进行油气分离,以保证曲轴箱压力在合理的范围之内。在发动机大负荷运行时,含油的混合气体的流速相对中负荷运行时有一定的增加,取气口11与出气口12的压差发生变化,控制阀3会根据取气口11与出气口12之间的压差的改变将射流板2上的射流孔21全部打开,此时含油的混合气体可以通过射流板2上的三个射流孔21喷射在集油板4上而进行油气分离,以保证曲轴箱压力在合理的范围之内。

在另一种实施方式中,如图3所示,用于发动机的油气分离器还包括设置于壳体1内的内膜5,壳体1的一部分与内膜5共同围成了与流体通道隔 离的阀腔6,阀体设置于阀腔6内。此时,阀腔6与流体通道虽然隔离,但控制阀3的结构与图2中所示的控制阀3的结构基本相同,控制阀3依旧能够根据取气口11与出气口12之间的压力差控制阀芯的移动。

进一步地,本发明还提供一种用于发动机的油气分离器的控制方法,其中,用于发动机的油气分离器的控制方法根据上述的用于发动机的油气分离器进行,控制阀3根据取气口11与出气口12之间的压力差ΔP控制射流孔21的开闭;当-10KPa≤ΔP≤a时,控制阀3控制一个射流孔21打开;当a<ΔP<b时,控制阀3控制至少两个射流孔21打开;当b≤ΔP≤0KPa时,控制阀3控制全部的射流孔21打开。其中,在发动机小负荷运行时对应有-10KPa≤ΔP≤a,含油的混合气体在油气分离器里的流速很慢,控制阀3控制一个射流孔21的打开,而提高混合气体流过射流板2的速度。在发动机中负荷运行时对应有a<ΔP<b,混合气体的流速相对小负荷运行时有一定的增加,控制阀3控制至少两个射流孔21的打开,以保证曲轴箱压力在合理的范围之内。在发动机大负荷运行时对应有b≤ΔP≤0KPa,含油的混合气体的流速相对中负荷运行时有一定的增加,控制阀3控制全部的射流孔21打开,以保证曲轴箱压力在合理的范围之内。控制阀3根据取气口11与出气口12之间的压力差ΔP控制射流孔21的开闭,从而能够根据活塞漏气量的大小调整混合气体的流速,使气体流速保持在设定的范围内,满足发动机不同工况的油气分离,而提升油气分离效果。

其中,作为一种优选的实施方式,-6.5KPa≤a≤-5.5KPa,-4.5KPa≤b≤-3.5KPa。另外,射流孔21的个数为N,N≥3,在优选的实施方式中,射流孔21的个数为三个,以分别适应发动机的大负荷、中负荷和小负荷运行状态。

另外,本发明还提供一种控制方法,其设置有上述的用于发动机的油气分离器。所述车辆与上述用于发动机的油气分离器相对于现有技术所具有的 优势相同,在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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