本实用新型涉及汽车发动机技术领域，具体而言，涉及一种油气分离器。
背景技术：
汽车发动机在工作时，燃烧室内的燃烧室内的部分气体会随着活塞的往复运动窜入到曲轴箱内，这些气体一般通过曲轴箱通风系统再次进入燃烧室，参与燃烧排出。随着发动机技术的发展，曲轴箱内机油的颗粒直径较之前大幅减小，曲轴箱气体更容易携带大量的机油颗粒排出曲轴箱，从而造成机油消耗高的现象。因此，高效的油气分离系统是必需的。
在汽车发动机领域，目前均采用的是被动式的油气分离器，常见的被动式的油气分离器可以分为离心式、撞击式和过滤式。目前，过滤式离心器运行时需要定期更换滤芯，使得运行维护麻烦、成本高。撞击式离心器所占用的空间大，不满足发动机小型化的发展需求。因而现有技术中多采用离心式分离器，现有的离心式分离器结构简单、故障率低，但存在分离效率不高的问题。
技术实现要素：
本实用新型提供一种油气分离器，以解决现有技术中的油气分离器分离效率低的问题。
本实用新型提供了一种油气分离器，该油气分离器包括：壳体，具有油气入口、排气口以及回油口；螺旋通道，设置在壳体的内壁上，螺旋通道具有相对设置的第一端和第二端，螺旋通道的第一端的直径大于螺旋通道的第二端的直径，螺旋通道的第一端与油气入口连通，螺旋通道的第二端与回油口连通，螺旋通道与排气口连通。
进一步地，油气分离器还包括排气通道，该排气通道设置在壳体内，螺旋通道围绕排气通道设置，且螺旋通道与排气通道连通，排气口与排气通道连通。
进一步地，排气通道油气分离器还包括导油孔，该导油孔设置在螺旋通道上。
进一步地，壳体包括分离管道，油气入口设置在分离管道的侧壁上，分离管道具有相互连通的第一端和第二端，分离管道的第二端设置有回油口，螺旋通道设置在分离管道的内壁上，螺旋通道的第一端对应分离管道的第一端设置，螺旋通道的第二端对应分离管道的第二端设置；盖板，设置在分离管道的第一端，盖板上设置有排气口。
进一步地，分离管道为锥形结构，且分离管道的第一端的直径大于分离管道的第二端的直径。
进一步地，螺旋通道包括导流板，导流板螺旋设置在壳体的内壁上。
进一步地，导流板具有相对设置的第一侧边和第二侧边，导流板的第一侧边与壳体的内壁相连接，导流板的第二侧边朝螺旋通道的第二端延伸。
进一步地，导流板的位于螺旋通道的第一端的截面面积大于导流板的位于螺旋通道的第二端的截面面积。
进一步地，导流板的位于螺旋通道的第一端的宽度大于导流板的位于螺旋通道的第二端的宽度。
进一步地，螺旋通道包括多个导流板，多个导流板沿螺旋方向间隔设置在壳体的内壁上。
应用本实用新型的技术方案，该油气分离器包括壳体和螺旋通道，其中，壳体具有油气入口、排气口以及回油口；螺旋通道设置在壳体的内壁上，且螺旋通道具有相对设置的第一端和第二端，螺旋通道的第一端的直径大于螺旋通道的第二端的直径，螺旋通道的第一端与油气入口连通，螺旋通道的第二端与回油口连通，螺旋通道与排气口连通。在油气混合气体从油气入口进入螺旋通道后，通过离心作用将油液和气体分开，油液通过螺旋通道流入回油口，而气体则在螺旋通道中流至排气口，并从排气口排出。采用本实用新型提供的油气分离器，能够利用有限空间进行油气分离，提高了油气的分离效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了本实用新型提供的油气分离器的剖视图；
图2示出了本实用新型提供的油气分离器的主视图；
图3示出了本实用新型提供的油气分离器的俯视图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、壳体；11、油气入口；12、排气口；13、回油口；20、螺旋通道。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至图3所示，本实用新型实施例提供一种油气分离器，该油气分离器包括壳体10和螺旋通道20。其中，壳体10具有油气入口11、排气口12以及回油口13。螺旋通道20设置在壳体10的内壁上，螺旋通道20具有相对设置的第一端和第二端，螺旋通道20的第一端的直径大于螺旋通道20的第二端的直径，螺旋通道20的第一端与油气入口11连通，螺旋通道20的第二端与回油口13连通，螺旋通道20与排气口12连通。优选地，本实施例中的螺旋通道20具有多层螺旋结构，且该螺旋通道20可以设置为顺时针旋向，也可以设置为逆时针旋向。
本实施例中的油气分离器的设计原理是基于螺旋型导向离心技术，该技术的基本原理主要包括离心力计算公式F＝mv2/r以及动能计算公式Q＝∫Δm∫Δvmv2dvdm，此处可假设壁面光滑，且忽略空气阻力。但在实际分析中，设计人员仍需要考虑空气阻力。
采用本实用新型的离心分离器，当携带机油的气体由油气入口11以一定速度进入该离心分离器时，油气混合气将首先进入螺旋通道20的第一层螺旋结构。此时，由于油气混合气中最大颗粒直径的机油密度大于气体的密度，因此在相同喷射速度和离心半径的作用下，机油颗粒因受到更大的离心力而碰撞至所述壳体10内壁上，并在重力作用下下落至螺旋通道20上，从而能够使得机油颗粒从气体中分离出来。在本实施例中，该离心分离器结构简单，制造成本低，在有限空间内即可满足油气分离的条件，达到油气分离的效果，保证油气分离效率。
具体地，在本实施例中，该油气分离器还包括排气通道，该排气通道设置在壳体10内，螺旋通道20围绕排气通道设置，且螺旋通道20与排气通道连通，排气口12与排气通道连通。
本实施例中由于将螺旋通道20围绕排气通道设置，并将螺旋通道20与排气通道连通，使得油气混合气经过第一层螺旋结构后，此时，分离得到的干净气体可以直接被真空源从排气口12处吸出，这部分气体可以不用进入下一层螺旋结构，如此以减小了气体的压力损失。此时，由于大颗粒的机油被分离，剩下的油气混合气质量减小，同时剩下的油气混合气将进入第二层螺旋结构。根据动能计算公式可知，当混合气质量m减小，由于壁面光滑，速度v不变，因此混合气整体动能下降。而又根据离心力公式可知，为了保持足够的离心力，相应地需减小第二层螺旋结构的半径。当剩下的油气混合气在经过第二层螺旋结构时，此时，较大直径的机油颗粒也将被分离出去，同时干净的气体则被真空源从排气口12吸出。通过螺旋结构进行逐级分离，从而能够在达到油气分离目的的同时尽可能降低气体压力损失。
由上述油气混合气进入第一层螺旋结构和第二层螺旋结构的过程可以类推，当进入第三层、第四层、第五层甚至更多层的螺旋结构时，更小颗粒直径的机油被分离出去，同时干净的气体则被真空源从排气口12吸出。理论上，只要有足够多层的螺旋结构，就能够使曲轴箱气体和机油完全分离。而实际上，当机油颗粒直径＜0.5μm时，油气混合气中的机油含量基本上已经微乎其微，因此实际情况中没有必要布置过多的螺旋结构。工作人员可根据具体工作情况设置不同层数的螺旋结构。
在本实施例中，该排气通道只是一个螺旋通道20中部的腔体，螺旋通道20的每层结构均与该排气通道连通，为了便于分离后的气体排出壳体10，可将排气口12设置在靠近螺旋通道20的第一端的位置。
具体地，油气分离器还包括导油孔，该导油孔设置在螺旋通道20上。该导油孔用于使螺旋通道20上的机油及时回流至回油口13，优选地，螺旋通道20上可设置多个导油孔。在本实施例中，每层螺旋通道20上均设置有导油孔。
如图1所示，在本实施例中，壳体10包括分离管道和盖板。油气入口11设置在分离管道的侧壁上，分离管道具有相互连通的第一端和第二端，分离管道的第二端设置有回油口13。螺旋通道20设置在分离管道的内壁上，螺旋通道20的第一端对应分离管道的第一端设置，螺旋通道20的第二端对应分离管道的第二端设置。如此在通过油气入口11进气时，能够使混合气体顺利进入螺旋通道20，尽可能减少损失。盖板设置在分离管道的第一端，且盖板上设置有排气口12。所述排气口12上还可设置排气管道，如此以便于分离后的干净气体排出该油气分离器。
优选地，本实施例中的油气入口11为渐缩的收口，且该油气入口11由壳体10的外侧向内壁方向渐缩。根据伯努利原理，这种渐缩的收口结构有利于增加油气混合气的气流速度，从而增大其离心力。油气入口11的截面可以根据实际情况进行合理设置，本实施例中的油气入口11的截面为矩形。
在本实施例中，将分离管道的外形结构和内部通道均设置为锥形结构，且分离管道的第一端的直径大于分离管道的第二端的直径。通过将分离管道与螺旋通道20的结构相对应，能够尽可能减少该装置的占用空间。
其中，螺旋通道20的形成可以为在壳体10内壁上开设的槽形结构，也可以为在壳体10内壁上设置导流板，通过导流板形成该螺旋通道。在本实施例中该螺旋通道20由导流板构成，该导流板螺旋设置在壳体10的内壁上。导流板相邻两层之间构成螺旋通道20。优选地，导流板与机油颗粒的接触面可设置为光滑平面，如此以减小机油颗粒与导流板的摩擦，从而保证机油颗粒进入回油口13的速度。
具体地，导流板具有相对设置的第一侧边和第二侧边，导流板的第一侧边与壳体10的内壁相连接，导流板的第二侧边朝螺旋通道20的第二端延伸。通过这样的设置，使得落在导流板上的机油颗粒在重力作用下能更快进入回油口13内。优选地，本实施例中的导流板的第二侧边朝螺旋通道20的第二端延伸的角度为12度。
具体地，导流板的位于螺旋通道20的第一端的截面面积大于导流板的位于螺旋通道20的第二端的截面面积。当油气混合气不断进入螺旋通道20时，随着油气混合气经过的螺旋结构层数不断增加，剩下的油气混合气的质量不断减小，因此，可以将螺旋通道20设置为变截面，且有导流板位于螺旋通道20的第一端的截面面积大于导流板的位于螺旋通道20的第二端的截面面积。
优选地，可以将导流板的位于螺旋通道20的第一端的宽度设置为大于导流板的位于螺旋通道20的第二端的宽度，如此以保证有合适的分离通道，便于气体顺利从排气口12中排出。另外，导流板也可设置为等宽导流板，其宽度可设置为4mm。本实施例中的油气分离器的排气口12和回油口13的截面可设置为圆形，该回油口的长度可设置为50mm，以便于收集分离出来的机油颗粒。
在本实施例中，该螺旋通道20是通过连续的导流板形成的。当然螺旋通道20也可通过多个导流板间隔设置形成。具体的，可将多个导流板沿螺旋方向间隔设置在壳体10的内壁上。该结构可减小装置所需的导流板，从而减小离心分离器的重量。
采用本实施例中的离心分离器，该油气分离器包括壳体10和螺旋通道20。当油气混合气经油气入口11进入该离心分离器后，油气混合气将经过螺旋通道20进行油气分离，随着机油颗粒不断从油气混合气中分离出来，干净气体也将从排气口12中排出。使用本实施例中的油气分离器，不仅提高了分离效率，还减小了油气入口11与排气口12之间的压力差，从而降低了压力损失。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。