一种组合式油气分离器的制作方法

本实用新型涉及油气分离领域，具体涉及一种汽车发动机用组合式油气分离器。

背景技术：

汽车发动机油气分离器主要用于将曲轴箱内的油气混合气体中的机油分离出来。当油气混合气体进入油气分离器内后，油气分离器将气体和机油分离，分离出的机油流回油底壳；但目前的油气分离器通结构复杂、制作成本高，且油气分离效率不佳。

另一方面，目前油气分离器分离出的机油通常采用以下方式回到油底壳：通过第一回油管或直接通过回油孔滴落到曲轴箱内，再流回油底壳，这种回油方式虽然结构简单，但曲轴箱内的气体会通过回油孔进入油气分离器，影响油气分离器的分离效率。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种结构简单，制作成本低，并且油气分离效率高，分离效果好的组合式油气分离器。

本实用新型在第一目的基础上的另一目的是为了一种可有效解决曲轴箱内的气体会通过回油孔进入油气分离器，影响油气分离器的分离效率的问题的组合式油气分离器。

本实用新型的技术方案是：

一种组合式油气分离器，包括：分离器外壳，分离器外壳内设有油气混合通道、气体排出通道及与油气混合通道相连通的混合气体进口；设置在分离器外壳上的精分离结构，精分离结构包括设置在油气混合通道内的精分离隔板及设在油气混合通道的底面上并与精分离隔板相对应的聚油槽，精分离隔板上设有若干精分离通孔，聚油槽的底面设有第一回油孔；以及设置在分离器外壳上的旋风回油结构，且精分离结构位于混合气体进口与旋风回油结构之间；所述旋风回油结构包括设置在分离器外壳上的旋风回油筒及设置在旋风回油筒内的出风管，所述旋风回油筒包括位于上部的圆筒部与位于下部的锥筒部，锥筒部的内径自上而下逐渐减小，圆筒部的侧面上设有连通油气混合通道与旋风回油筒内腔的切向进口，且切向进口靠近旋风回油筒的上端，旋风回油筒的上端设有与气体排出通道相连通的出风口，旋风回油筒的下端设有第二回油孔，所述出风管与圆筒部同轴，且出风管的上端口与出风口密封连接。

本方案的组合式油气分离器将精分离结构与旋风回油结构合理的整合在一起，在同一油气混合通道内实现两级分离，从而提高油气分离效率与分离效果。另一方面，本方案的组合式油气分离器结构简单，制作成本低。

作为优选，精分离结构该包括设置在分离器外壳上并与聚油槽相对应的自密封回油结构；所述自密封回油结构包括呈上下延伸的第一回油管及套设在第一回油管上的回油扣帽，所述回油扣帽的上端开口、下端封闭，所述第一回油管位于分离器外壳的外侧，第一回油管的上端口与第一回油孔密封连接，第一回油管的下端口位于回油扣帽内。

本方案的自密封回油结构可有效解决曲轴箱内的气体会通过精分离结构的第一回油孔进入油气分离器，影响油气分离器的分离效率的问题。

作为优选，回油扣帽的上端面上设有回油缺口，且回油缺口的底面高度高于第一回油管的下端口的高度。

作为优选，第一回油管与回油扣帽的轴线竖直设置，回油扣帽的内侧面上并位于回油缺口的下方设有环形限位块，第一回油管上套设有水平浮动隔板，水平浮动隔板支撑于环形限位块上，水平浮动隔板位于回油缺口的下方，水平浮动隔板的浮力大于重力。

本方案能够在不影响精分离结构顺利回油的情况下，有效解决当回油扣帽内的机油液面低于第一回油管的下端口时，曲轴箱内的气体还是可以通过第一回油孔进入油气分离器，影响油气分离器的分离效率的问题。

作为优选，分离器外壳的外侧还设有第二回油管，第二回油管的上端与第二回油孔密封连接，第二回油管的下端设有回油阀。

本方案的回油阀可有效解决曲轴箱内的气体会通过旋风回油结构的第二回油孔进入油气分离器，影响油气分离器的分离效率的问题。

作为优选，锥筒部的内侧面上设有环形紊流带，环形紊流带由若干设在锥筒部的内侧面上的凹槽组成。本方案的环形紊流带可以在几乎不影响油气分离效率的同时，提高油气分离效果。

作为优选，环形紊流带位于锥筒部的内侧面的中部或中上部。

作为优选，气体排出通道上设有单向阀结构，单向阀结构包括设置在气体排出通道内的隔断板，隔断板将气体排出通道隔断，隔断板上设有贯穿隔断板相对两侧面的阀孔；设置在隔断板中部的阀片安装杆，阀片安装杆上设有阀片挡板；以及套设置在阀片安装杆上用于封遮所述的阀孔的橡胶阀片，橡胶阀片位于阀片挡板与隔断板之间，且橡胶阀片能够沿阀片安装杆的轴向移动。

本方案的单向阀结构利用隔断板两侧的气体排出通道内的压力变化来实现单向阀结构的启闭，其不仅结构简单紧凑、制作成本低，而且与常规单向阀（常规单向阀的启闭与使用寿命直接受弹簧影响）相比，本方案的单向阀结构的启闭与使用寿命部受弹簧影响。

作为优选，隔断板的侧面上设有内环形凸起与外环形凸起，内环形凸起、外环形凸起与阀片安装杆位于隔断板的同一侧，内环形凸起位于外环形凸起内，阀片安装杆位于内环形凸起内，所述阀孔位于内环形凸起与外环形凸起之间。

作为优选，分离器外壳包括自上而下依次分布的上壳体、中壳体与下壳体，所述气体排出通道位于上壳体与中壳体之间，油气混合通道位于中壳体与下壳体之间，且油气混合通道位于气体排出通道的正下方。本方案结构简单紧凑，便于实际生产制作。

本实用新型的有益效果是：

其一，结构简单紧凑，制作成本低，并且油气分离效率高，分离效果好。

其二，可有效解决曲轴箱内的气体会通过回油孔进入油气分离器，影响油气分离器的分离效率的问题的组合式油气分离器。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的一种组合式油气分离器的一种轴测图。

图2是本实用新型的实施例1的一种组合式油气分离器的一种剖面结构示意图。

图3是图2中A处的局部放大图。

图4是本实用新型的实施例1的回油扣帽的一种结构示意图。

图5是图2中B处的局部放大图。

图6是图2中C处的局部放大图。

图7是图6中D处的局部放大图。

图8是本实用新型的实施例2的旋风回油结构的一种局部结构示意图。

图9是本实用新型的实施例3的自密封回油结构处的一种结构示意图。

图中：

上壳体1a，中壳体1b，下壳体1c；

PRV阀2；

第二回油管3，回油阀3.1；

混合气体进口4；

油气混合通道5；

精分离结构6，精分离隔板6.1，精分离通孔6.2，分离挡板6.3，聚油槽6.4、第一回油孔6.4.1，自密封回油结构6.5、第一回油管6.5.1、回油扣帽6.5.2、卡块6.5.3、卡孔6.5.4、回油缺口6.5.5，环形限位块6.5.6，水平浮动隔板6.5.7；

旋风回油结构7，圆筒部7.1，锥筒部7.2，第二回油孔7.3，出风管7.4，出风口7.5，切向进口7.6，环形紊流带7.7；

气体排出通道8；

单向阀结构9，隔断板9.1，阀孔9.2，橡胶阀片9.3，阀片安装杆9.4，阀片挡板9.5，内环形凸起9.6，外环形凸起9.7。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

实施例1：如图1、图2所示，一种组合式油气分离器，包括：分离器外壳；设置在分离器外壳上的精分离结构6以及设置在分离器外壳上的旋风回油结构7。

分离器外壳包括自上而下依次分布的上壳体1a、中壳体1b与下壳体1c。分离器外壳内设有油气混合通道5、气体排出通道8及与油气混合通道相连通的混合气体进口4。气体排出通道位于上壳体与中壳体之间。油气混合通道位于中壳体与下壳体之间，且油气混合通道位于气体排出通道的正下方。混合气体进口设置在下壳体的底面上。

如图2、图3、图4所示，精分离结构位于混合气体进口与旋风回油结构之间。精分离结构包括设置在油气混合通道内的精分离隔板6.1；设在油气混合通道的底面上并与精分离隔板相对应的聚油槽6.4；以及设置在分离器外壳上并与聚油槽相对应的自密封回油结构6.5。

精分离隔板与油气混合通道内的气流流通方向相垂直。精分离隔板将油气混合通道隔断。精分离隔板上设有若干精分离通孔6.2。精分离通孔连通精分离隔板两侧的油气混合通道。精分离通孔呈圆锥形，且精分离通孔的横截面积在油气混合通道内的气流流通方向上逐渐减小。

油气混合通道内还设有与精分离隔板相平行的分离挡板6.3。精分离隔板与分离挡板沿油气混合通道内的气流流通方向前后分布。分离挡板的顶面与油气混合通道的顶面设有间隙。分离挡板上设有过油缺口，且过油缺口的底面与油气混合通道的底面齐平。

聚油槽的底面设有第一回油孔6.4.1。本实施例的聚油槽为两个。精分离隔板与分离挡板位于两个聚油槽之间。

自密封回油结构包括呈上下延伸的第一回油管6.5.1及套设在第一回油管上的回油扣帽6.5.2。回油扣帽的上端开口、下端封闭。回油扣帽通过卡扣结构卡接在第一回油管上。卡扣结构包括设置在第一回油管外侧面上的卡块6.5.3及设置在回油扣帽上并与卡块相配合的卡孔6.5.4。第一回油管位于分离器外壳的外侧。第一回油管的上端口与第一回油孔密封连接，第一回油管的下端口位于回油扣帽内。回油扣帽的上端面上设有回油缺口6.5.5，且回油缺口的底面高度高于第一回油管的下端口的高度。

如图2、图5所示，旋风回油结构包括设置在分离器外壳上的旋风回油筒及设置在旋风回油筒内的出风管7.4。旋风回油筒的上下两端封闭。旋风回油筒包括位于上部的圆筒部7.1与位于下部的锥筒部7.2。圆筒部与锥筒部设置在下壳体上，且圆筒部、锥筒部与下壳体为一体注塑成型结构。旋风回油筒的上端面由中壳体的底面构成。圆筒部与锥筒部同轴。锥筒部的内径自上而下逐渐减小。圆筒部位于油气混合通道内。锥筒部的下部位于油气混合通道的下方。

圆筒部的侧面上设有连通油气混合通道与旋风回油筒内腔的切向进口7.6，且切向进口靠近旋风回油筒的上端。旋风回油筒的上端设有与气体排出通道相连通的出风口7.5。出风管与圆筒部同轴，且出风管的上端口与出风口密封连接。出风管与中壳体为一体注塑成型结构。旋风回油筒的下端设有第二回油孔7.3。分离器外壳的外侧还设有第二回油管3。第二回油管的上端与第二回油孔密封连接。第二回油管的下端设有回油阀3.1。

如图1、图2、图6、图7所示，气体排出通道上设有单向阀结构9与PRV阀2。气体排出通道的端部设有气体排出端口8.1。单向阀结构与PRV阀位于出风口与气体排出端口之间。单向阀结构位于PRV阀与气体排出端口之间。

单向阀结构包括设置在气体排出通道内的隔断板9.1；设置在隔断板中部的阀片安装杆9.4；以及套设置在阀片安装杆上的橡胶阀片9.3。阀片安装杆与气体排出端口位于隔断板的同一侧。阀片安装杆与该阀片安装杆所在的隔断板的侧面相垂直。阀片安装杆上设有阀片挡板9.5。阀片挡板通过焊接与阀片安装杆相连接。

隔断板将气体排出通道隔断。隔断板与气体排出通道内的气流流通方向相垂直。隔断板上设有贯穿隔断板相对两侧面的阀孔9.2。隔断板的侧面上设有内环形凸起9.6与外环形凸起9.7。内环形凸起、外环形凸起与阀片安装杆位于隔断板的同一侧。内环形凸起位于外环形凸起内。阀片安装杆位于内环形凸起内。内环形凸起与阀片安装杆同轴分布。内环形凸起与外环形凸起同轴分布。阀孔位于内环形凸起与外环形凸起之间。

橡胶阀片用于封遮阀孔。橡胶阀片中心设有阀片安装孔，阀片安装杆插设在阀片安装孔内。橡胶阀片位于阀片挡板与隔断板之间。且橡胶阀片能够沿阀片安装杆的轴向移动。阀片安装孔的内径小于内环形凸起的内径，橡胶阀片的外径大于外环形凸起的外径。

本实施例的组合式油气分离器的具体工作如下：

第一；曲轴箱内的油气混合气体通过混合气体进口进入油气混合通道内。

第二，油气混合通道内的油气混合气体首先通过精分离结构进行油气一级分离，精分离结构的油气一级分离过程如下：

油气混合通道内的油气混合气体经过精分离隔板、精分离通孔与分离挡板后将油气混合气体的机油与气体分离，分离出的机油在自重作用下聚集到聚油槽内；接着，通过第一回油孔与第一回油管流入回油扣帽内并聚集在回油扣帽内，当聚集在回油扣帽内的机油液面高度高于回油缺口的底面高度时，回油扣帽内的机油将由回油缺口流出到曲轴箱内并流回油底壳；在这个过程中，由于回油缺口的底面高度高于第一回油管的下端口的高度，当聚集在回油扣帽内的机油由回油缺口流出时，回油扣帽内的机油将漫过第一回油管的下端口，将第一回油管的下端口密封，从而避免曲轴箱内的气体通过第一回油孔进入油气分离器，影响油气分离器的分离效率的问题。

第三，通过旋风回油结构进行油气二级分离，旋风回油结构的油气二级分离过程如下：

油气混合通道内的油气混合气体通过切向进口进入旋风回油筒上部的圆筒部内，切向进口将油气混合气体切向引入圆筒部内，油气混合气体在圆筒部形成贴壁旋转运动，绕旋风回油筒内壁逐渐往下旋转，使具有较大惯性离心力的油滴甩向旋风回油筒内壁，油滴在重力作用下沿旋风回油筒内壁滑落并通过第二回油孔、第二回油管与回油阀排出；而气体将通过出风管与出风口排出到气体排出通道内；气体排出通道内的气体依次通过PRV阀、单向阀结构与气体排出端口排出；从而将油气混合气体中的机油与气体分离。

另一方面，在油气分离器工作过程中，如图6所示，当隔断板右侧的气体排出通道内的气压大于隔断板左侧的气体排出通道内的气压时，橡胶阀片沿阀片安装杆往左移动，并通过阀片挡板限制橡胶阀片的轴向移动行程；此时阀孔开启，隔断板右侧的气体排出通道内的气体通过阀孔排出到隔断板左侧，并由气体排出通道的气体排出端口排出。当隔断板左侧的气体排出通道内的气压大于隔断板右侧的气体排出通道内的气压时，则橡胶阀片抵靠在内环形凸起与外环形凸起上，将阀孔关闭，避免气体排出通道内的气体回流。本实用新型的单向阀结构利用隔断板两侧的气体排出通道内的压力变化来实现单向阀结构的启闭，其不仅结构简单紧凑、制作成本低，而且与常规单向阀（常规单向阀的启闭与使用寿命直接受弹簧影响）相比，本方案的单向阀结构的启闭与使用寿命部受弹簧影响。

实施例2，本实施例的其余结构参照实施例1，其不同之处在于：

如图8所示，锥筒部7.2的内侧面上设有环形紊流带7.7。环形紊流带位于锥筒部的内侧面的中部或中上部。环形紊流带由若干设在锥筒部的内侧面上的凹槽组成。环形紊流带的凹槽密集排布。

申请人在长期研究分析中发现：在油气混合气体沿锥筒部的内壁往下旋转移动的过程中，由于锥筒部的内径逐渐减小，油气混合气体的转速将逐渐增大（线速度大致恒定不变），虽然油气混合气体的转速增大有利于提高油气分离效果，但另一方面，油气混合气体的转速越快，在相同的行程下则分离时间越短，而没有足够的分离时间（油液没有充分分离）又会降低油气分离效果；如此为了进一步提高锥筒部的油气分离效果，申请人在锥筒部的内侧面的中上部设置环形紊流带，在油气混合气体沿锥筒部的内壁往下旋转移动中，当螺旋向下的油气混合气体经过环形紊流带时，一方面可以遏制油气混合气体的转速继续增大，从而提高油气混合气体的油气分离时间，使油气混合气体在保持较高转速的情况下能够有更长的时间进行油气分离，提高油气分离效果；另一方面，油气混合气体贴着环形紊流带运行时，将撞击在环形紊流带的凹槽上从而使油滴直接附着在凹槽内侧面上，进一步提高油气分离效果；当油气混合气体越过环形紊流带后，油气混合气的转速再次逐渐增大，进行油气二次高效分离；如此，能够在几乎不影响油气分离效率的同时，有效的提高油气分离效果。

实施例3：本实施例的其余结构参照实施例1或实施例2，其不同之处在于：

如图9所示，第一回油管与回油扣帽的轴线竖直设置。回油扣帽6.5.2的内侧面上并位于回油缺口的下方设有环形限位块6.5.6。第一回油管上套设有水平浮动隔板6.5.7。水平浮动隔板中部设有第一回油管过孔，第一回油管过孔的内径略大于第一回油管的外径。第一回油管穿过第一回油管过孔。水平浮动隔板能够沿第一回油管上下浮动。水平浮动隔板支撑于环形限位块上。水平浮动隔板水平浮动隔板位于回油缺口的下方。水平浮动隔板的外径略小于回油扣帽的内径。水平浮动隔板的浮力大于重力。

由于在回油扣帽内的机油液面低于第一回油管的下端口时，曲轴箱内的气体还是可以通过第一回油孔进入油气分离器，影响油气分离器的分离效率；对此本实施例的对实施例1中的自密封回油结构进行进一步改进，在不影响油气分离器顺利回油的前提下，有效解决这一问题。

在回油扣帽内的机油液面低于第一回油管的下端口时，由于水平浮动隔板将第一回油管与回油扣帽之间的间隙封遮，从而避免曲轴箱内的气体通过第一回油管与第一回油孔进入油气分离器。当回油扣帽内的机油液面逐渐升高的过程中，油扣帽内的机油将先漫过第一回油管的下端口，将第一回油管的下端口密封；然后水平浮动隔板随机油液面一同上升，当水平浮动隔板上升至回油缺口的底面上方时，回油扣帽内的机油将由回油缺口流出到曲轴箱内并流回油底壳。