油分离器单元的制作方法

文档序号:20047478发布日期:2020-03-03 04:00阅读:152来源:国知局
油分离器单元的制作方法

本发明涉及一种将窜缸混合气中所含的油雾分离出来的油分离器单元。



背景技术:

以往已知具有上游侧板、下游侧板以及纤维材料的所谓的冲击过滤式油分离器单元,其中上游侧板开设了供窜缸混合气通过的多个贯通孔、下游侧板供通过贯通孔的窜缸混合气碰撞、纤维材料在这些一对板之间从上游侧板的表面空出间隙而配置。这样的油分离器单元例如记载于专利文献1的说明书中。在专利文献1记载的单元中,一对板和纤维材料分别在上下方向形成细长的大致矩形状,并且一对板借助上下一对连结部连结,由上下一对连结部来限制纤维材料在上下方向的位置。

然而,如专利文献1所记载的单元那样,由上下一对连结部来限制纤维材料在上下方向的位置的结构,有可能在组装或使用单元时,纵长的纤维材料发生从标准位置向横向的位置偏移,而难以获得充分分离油雾的效果。

现有技术文献

专利文献1:美国专利申请公开第2011/0179755号(us2011/0179755a)。



技术实现要素:

本发明一技术方案为,将在内燃机产生的窜缸混合气中所含的油雾分离出来的油分离器单元,具有:上游侧构件,其设置于窜缸混合气的流动方向的上游侧,具有供窜缸混合气通过的开口部;下游侧构件,其设置于窜缸混合气的流动方向的下游侧,具有供窜缸混合气碰撞的碰撞部;以及多孔材料,其具有与上游侧构件对置的第1面和与下游侧构件对置的第2面,并形成为规定厚度的大致矩形状,捕捉通过了开口部的窜缸混合气中所含的油雾。下游侧构件具有与第2面对置,并支承第2面的下游侧对置面,上游侧构件具有与第1面对置的上游侧对置面和以在第1面与上游侧对置面之间形成空隙的方式从上游侧对置面突设并支承第1面的间隔件。间隔件在前端部具有支承多孔材料的第1面与第2面之间的侧面的支承部。

附图说明

本发明的目的、特征以及优点,通过与附图相关的以下实施方式的说明进一步阐明。

图1是表示具有本发明一实施方式的油雾分离器的油分离器系统的概略结构的图。

图2是表示本发明一实施方式的油雾分离器的立体分解图。

图3是简化地表示本发明一实施方式的油雾分离器在组装状态下的主要部分结构的剖视图。

图4a是本发明一实施方式的油分离器单元的立体分解图,是从左斜后方观察到的立体分解图。

图4b是本发明一实施方式的油分离器单元的立体分解图,是从左斜前方观察到的立体分解图。

图5是表示本发明一实施方式的油分离器单元的组装状态的立体图。

图6是表示构成本发明一实施方式的油分离器单元的上游板的主视图。

图7是表示构成本发明一实施方式的油分离器单元的下游板的主视图。

图8是表示本发明一实施方式的油分离器单元的组装状态的侧视图。

图9a是第1变形例的油分离器单元的主视图。

图9b是沿图9a的b-b线剖开的剖视图。

图10a是第2变形例的油分离器单元的立体分解图。

图10b是表示图10a的油分离器单元的组装状态的立体图。

图11a是第3变形例的油分离器单元的立体分解图。

图11b是表示图11a的油分离器单元的组装状态的立体图。

具体实施方式

以下参照图1~图11b对本发明一实施方式进行说明。本发明一实施方式的油分离器单元构成油雾分离器的一部分。图1是表示具有本实施方式的油雾分离器的油分离器系统的概略结构的图,示意地示出作为内燃机的发动机1的上部。另外,在图1中用箭头表示在将发动机1搭载于车辆的状态下的车辆前后方向和上下方向。前后方向相当于车辆长度方向,上下方向相当于车辆高度方向(重力方向)。

如图1所示,发动机1为多个汽缸配置成侧视图为v字型的v型发动机(例如v型六缸发动机)。即,发动机1构成为,在汽缸体2上前后一对头部3f、3r相对铅垂线分别向前方和后方倾斜设置,由此形成前后一对倾斜部4f、4r的v型发动机。

头部3f、3r分别由安装于汽缸体2的上端部的汽缸盖和安装于汽缸盖的上端部的汽缸盖罩等构成。在汽缸体2的下方设置曲轴箱5,还在其下方设置油盘。润滑油经由曲轴箱5内的曲轴室5a贮存于油盘中。

图1中示出发动机1的进气系统的结构。进气系统构成为,将经由空气滤清器6、进气通路7和进气歧管8流进来的进气供给至发动机1的各汽缸的燃烧室。在进气通路7设置同涡轮机9a一起够成增压器9的压缩机9b,还在其下游设置用来调整到发动机1的进气量的节流阀10。在发动机转速较低的状态下(非增压时),进气歧管8内变为负压,向发动机1进气。另一方面,在发动机转速较高的状态下(增压时),利用增压器9进行增压,因此进气歧管8内变为正压。

本实施方式的油分离器系统100具有:分别设置于前后一对头部3f、3r的上端部的一对油雾分离器101(101f、101r)、将前侧油雾分离器101f和进气歧管8连接起来的通路11、从空气滤清器6与压缩机9b之间的进气通路7分支出来,并与后侧油雾分离器101r连接的通路12。在通路11的一端部、即油雾分离器101f侧的端部设置开闭阀13。开闭阀13在进气歧管8内为负压时打开,在正压时关闭。开闭阀13在打开时允许气体从油雾分离器101f向通路11流动,禁止向与此相反的反向的流动。

曲轴室5a经由设置于汽缸体2和汽缸盖的未图示的连通孔与油雾分离器101f、101r的内部空间sp(图3)连通。在发动机工作时,含有未燃烧成分的窜缸混合气从发动机1的汽缸的燃烧室泄露至曲轴室5a。在曲轴室5a漂浮的油雾混入到该窜缸混合气中。另外,在图1中为了方便,分别用箭头a1、b1表示含有未燃烧成分的窜缸混合气,用箭头a2、b2表示含有油雾的窜缸混合气。

在进气歧管8内为负压时,开闭阀13打开,如图1的箭头a1、a2、a3(实线)所示,窜缸混合气经由油雾分离器101f、开闭阀13和通路11吸入到进气歧管8内。在该过程中,窜缸混合气中所含的油雾在油雾分离器101f中被分离和去除,不含油雾的窜缸混合气供给至进气歧管8。此时,如箭头a4(实线)所示,新气体通过通路12和后侧的油雾分离器101r的内部空间供给至曲轴室5a内,将曲轴室5a内进行换气。

另一方面,在进气歧管8内为正压时,开闭阀13关闭,如图1的箭头b1、b2、b3(虚线)所示,窜缸混合气从压缩机9b的上游侧经由油雾分离器101r和通路12吸入到进气通路7。在该过程中,窜缸混合气中所含的油雾在油雾分离器101r被分离和去除,不含油雾的窜缸混合气经由压缩机9b和节流阀10供给至进气歧管8。

对油雾分离器101(101f、101r)的结构进行说明。另外,前侧油雾分离器101f和后侧油雾分离器101r的基本结构相同。图2为油雾分离器101的立体分解图(从前侧斜下方观察到的立体图),图3为简化表示油雾分离器101在组装状态下的主要部分结构的剖视图。在图2、3中与图1相同,用箭头表示前后方向和上下方向,并且在图2中还用箭头表示左右方向。左右方向相当于车宽度方向。图3中示出汽缸盖16的一部分。

另外,发动机1为v型发动机,因此安装有油雾分离器101的汽缸盖上表面相对于水平面向前后方向倾斜。因此,严格意义上来说,与汽缸盖上表面(倾斜面)垂直的方向并不是上下方向而是大致上下方向。但是,将油雾分离器101安装于倾斜面也能充分发挥功能,因此,以下将与汽缸盖上表面垂直的方向作为上下方向(重力方向)处理。即,不仅油滴下的方向,油由于重力沿着后述的板部51(图4a)的壁面流动的方向也作为重力方向进行处理。

如图2、3所示,油雾分离器101具有:通过垫片15安装于汽缸盖16的上表面的下壳体20、固定于下壳体20的上表面的上壳体30、收纳于由壳体20、30形成的空间sp内的油分离器单元(仅称为分离器单元)102。下壳体20和上壳体30构成汽缸盖罩的一部分。此外,这些与汽缸盖16一起构成图1的头部3f、3r的一部分。下壳体20整体大致呈板状。上壳体30整体呈底面开口的外壳形状,底面由下壳体20覆盖。

下壳体20和上壳体30分别以树脂作为构成材料,并通过树脂成形而形成。在下壳体20沿下壳体20的边缘整周设置法兰部21。在上壳体30与法兰部21相对应地沿上壳体30的下端部整周设置法兰部31。法兰部21的上表面和法兰部31的下表面例如进行振动焊接,由此,下壳体20和上壳体30成为一体,在壳体20、30内形成空间sp。另外,还可以通过其他方法使下壳体20和上壳体30成为一体。

在上壳体30的内部,沿左右方向延设有隔壁32,利用隔壁32将空间sp划分为后侧第1空间sp1和前侧第2空间sp2。在隔壁32从其下表面到上方形成与分离器单元102的边缘形状相对应的大致u字形的切口33。在切口33沿其整个边缘设置凹状的狭缝33a,如后述那样,分离器单元102的边缘部沿狭缝33a从下方嵌合。在该状态下,通过焊接壳体20、30彼此,分离器单元102被狭缝33a限制位置,并夹持于壳体20、30之间,由此组装成油雾分离器101。完成组装的油雾分离器101由贯通法兰部21、31的多个螺栓固定于汽缸盖16的上表面。

在下壳体20的左端部设置有在上下方向贯通下壳体20的俯视图大致呈矩形状的贯通孔22,第1空间sp1与汽缸体2的下方的曲轴室5a借助贯通孔22连通。由此,能够使窜缸混合气从曲轴室5a经由贯通孔22流入到第1空间sp1。流入到第1空间sp1的窜缸混合气由分离器单元102分离出油雾,并流入到第2空间sp2。在上壳体30的上端部突设大致圆筒形状的管部34。管部34向前方延伸,第2空间sp2和通路12(图1)或第2空间sp2和开闭阀13(图1)借助管部34连通。由此,能够使窜缸混合气从第2空间sp2经由管部34流出。

此外,在下壳体20设置向下方鼓出的鼓出部23。如图3所示,鼓出部23位于切口33的正前方,由鼓出部23在第2空间sp2的下方形成凹状空间sp3。在鼓出部23的最下部设置在上下方向贯通下壳体20的小直径的贯通孔24,第2空间sp2和曲轴室5a通过贯通孔24连通。由此,在分离器单元102分离后的油导入到空间sp3后,经由贯通孔24回到曲轴室5a。

以下详细说明本实施方式的分离器单元102的结构。图4a、图4b分别是分离器单元102的立体分解图(从左斜后方和左斜前方观察到的图),图5是表示分离器单元102的组装状态的立体图(从左斜后方观察到的图)。另外,以下结合图1~图3,为了方便如图示那样定义上下方向、前后方向以及左右方向,并按照该定义对各部分的结构进行说明。分离器单元102是上下方向的全长为几厘米(cm)左右的小型组装零件,在不使用螺栓等连接手段的情况下组装而成。也有将上下方向、前后方向以及左右方向分别称为高度方向、厚度方向以及宽度方向的情况,分离器单元102在高度方向、厚度方向以及宽度方向上形成。

分离器单元102为冲击过滤式。如图4a、图4b所示,分离器单元102由窜缸混合气的流动方向上游侧、即配置于后方的上游板40、窜缸混合气的流动方向下游侧、即配置于前方的下游板50、以及配置于上游板40与下游板50之间的纤维材料60构成。

纤维材料60具有前表面61和后表面62、上表面63和下表面64、以及左表面65和右表面66,整体呈大致长方体形状。纤维材料60的上下方向(长度方向)的长度比左右方向(短边方向)的长度(宽度)长,纤维材料60在上下方向形成为细长。纤维材料60的后表面62与上游板40对置,前表面61与下游板50对置。

上游板40具有在前后方向有规定长度的板厚的大致矩形状的板部41、从板部41的前表面41a向前方突设的多个(图中为10个)间隔件42。如图4a所示,板部41的后表面41b形成为平坦或大致平坦。上游板40是将树脂作为构成材料通过一体成型而形成并构成为整体上左右对称。图6是从前方观察上游板40而得到的单个上游板40的主视图。此外,图6中用双点划线示出在分离器单元102组装时的纤维材料60的位置。

如图4a、图6所示,板部41的上下方向(长度方向)的长度比左右方向(短边方向)的长度(宽度)长。即,板部41形成为左右方向的宽度恒定或大致恒定,且在上下方向上细长。宽度恒定且上下方向上细长的贯通孔43穿设在板部41的左右方向中央部。另外,贯通孔43的上下端部分别形成为圆弧状(半圆状)。

如图4b、图6所示,多个间隔件42以从贯通孔43的上端部到下端部在上下方向等间隔、且隔着贯通孔43左右对称的方式设置。多个间隔件42分别形成为板状,并向左右方向相互平行地延伸。另外,为了方便,有将多个间隔件42(421~425)从上侧依次称为第1间隔件421、第2间隔件422、第3间隔件423、第4间隔件424以及第5间隔件425的情况。

左右间隔件421~425的前表面42a分别与纤维材料60的后表面62抵接,构成支承纤维材料60的支承面。间隔件421~425的突出长度、即从板部41的前表面41a到各间隔件421~425的前表面42a的长度彼此相等,各间隔件421~425的前表面42a位于向上下左右方向延伸的同一假设平面上。

彼此相同高度的圆柱状的突起部42b分别突设于左右间隔件421~425的前表面42a的左右方向中央部。间隔件421~425的左右方向内侧的端面分别位于贯通孔43的开口端面(左右两端面)的延长面上。因此,右侧的间隔件421~425的左端面位于同一表面上,左侧的间隔件421~425的右端面分别位于同一表面上。因此,各间隔件421~425的前表面42a的左右方向长度彼此相等。

在间隔件421~425中的、左右第1、第3、第5间隔件421、423、425的左右方向外侧端部连接设置有引导部44,该引导部44相对于间隔件42的前表面42a向前方突出。如图4b所示,各引导部44的突出长度比突起部42b的突出长度长,且如图5所示,比纤维材料60的厚度(前后方向长度)短。例如,引导部44的突出长度设定在纤维材料60的厚度的1/2~2/3的范围内。

如图6所示,左侧的第1、第3、第5间隔件421、423、425的引导部44的右端面44a位于同一平面上,右侧的的第1、第3、第5间隔件421、423、425的引导部44的左端面44b也位于同一平面上。从引导部44的右端面44a到左端面44b的长度与纤维材料60的宽度(左右方向长度)相等。因此,右端面44a构成与纤维材料60的左表面65抵接,支承左表面65的支承面,左端面44b构成与纤维材料60的右表面66抵接,支承右表面66的支承面。

在贯通孔43的下方,从板部41的前表面41a向前方突设有板状的引导部45。引导部45的突出长度(前后方向长度)与从板部41的前表面41a到引导部44的前端面的长度相等。引导部45的上表面45a构成与纤维材料60的下表面64抵接,支承下表面64的支承面。

在板部41的前表面41a设置上下一对规定深度的凹部46、47。上侧的凹部46以从板部41的前表面41a的上端部通过左右第1间隔件421的左右外侧至左右第2间隔件422的左右外侧的方式沿着板部41的外形形状形成为大致u字形。下侧的凹部47以从板部41的前表面41a的下端部通过左右第5间隔件425的左右外侧至左右第4间隔件424的左右外侧的方式沿着板部41的外形形状形成为大致u字形。在向上下左右方向延伸的同一假设平面上形成凹部46、47的底面46a、47a。如图4b所示,凹部46的左右下端部与凹部47的左右上端部之间的区域相对于凹部46、47向前方突出,有将该部分称为凸部48的情况。

如图4b、图6所示,在构成凹部46的大致u字形的周面、即凹部46的底面46a与前表面41a之间的边界表面46b,沿底面46a部分地设置卡合部。更具体地说,分别设置与左侧的第2间隔件422的左端面相邻并从左侧的边界表面46b凹陷为大致矩形状的卡合凹部461、与右侧的第2间隔件422的右端面相邻并从右侧的边界表面46b凹陷为大致矩形状的卡合凹部462、以及在贯通孔43的上方从上侧的边界表面46b凹陷为大致矩形状的卡合凹部463。另外,左侧的第1间隔件421的引导部44的左端面和右侧的第1间隔件421的引导部44的右端面与边界表面46b位于同一表面上或大致同一表面上。

在构成凹部47的大致u字形的周面、即凹部47的底面47a与前表面41a之间的边界表面47b,沿底面47a部分地设置卡合部。更具体地说,分别设置与左侧的第4间隔件424的左端面相邻,从左侧的边界表面47b凹陷为大致矩形状的卡合凹部471、与右侧的第4间隔件424的右端面相邻,从右侧的边界表面47b凹陷为大致矩形状的卡合凹部472、以及在贯通孔43的下方与引导部45的下表面相邻,从下侧的边界表面47b突出为大致矩形状的卡合凸部473。另外,左侧的第5间隔件425的引导部44的左端面和右侧的第5间隔件425的引导部44的右端面与边界表面47b位于同一表面上或大致同一表面上。

如图4a、图4b所示,下游板50具有在前后方向有规定长度的板厚的大致矩形状的板部51、配置于板部51的后方的上下一对法兰部52、53、将板部51和法兰部52、53连结起来的多个连结部54。如图4b所示,板部51的前表面51a形成为平坦或大致平坦。下游板50是将树脂作为构成材料通过一体成型而形成,并构成为整体上左右对称。图7为从后方观察下游板50得到的单个下游板50的主视图。另外,图7中用双点划线示出在分离器单元102组装时的纤维材料60的位置。

如图4a、图7所示,板部51的上下方向(长度方向)的长度比左右方向(短边方向)的长度(宽度)长。即,板部51形成为左右方向的宽度恒定或大致恒定,在上下方向上细长。更详细地说,板部51大致与上游板40的板部41的前表面41a的形状、即除了凹部46、47的前表面41a的形状一致。板部51构成供通过上游板40的贯通孔43和纤维材料60的窜缸混合气碰撞的碰撞部。

在板部51的后表面51b沿左右方向等间隔地向后方突设有剖面大致矩形状的多个(图中为3个)柱状的肋55。另外,为了方便,有将多个肋55(551~553)从左侧依次称为第1肋551、第2肋552以及第3肋553的情况。这些肋551~553向上下方向相互平行地延伸,其延伸方向与间隔件421~425(图6)的延伸方向(左右方向)正交。肋551~553的左右方向长度(宽度)彼此相等。

第2肋552位于贯通孔43的前方、且板部51的左右方向中央部。第1肋551在分离器单元102的组装状态下位于与设置于上游板40的左侧的间隔件421~425的突起部42b(图6)的列在左右方向上的大致相同位置。第3肋553位于与设置于上游板40的右侧的间隔件421~425的突起部42b的列在左右方向上的大致相同位置。换言之,分别设置为,第2肋552与贯通孔43的位置相对应,第1肋551与左侧的间隔件421~425的位置相对应,第3肋553与右侧的间隔件421~425的位置相对应。

肋551~553的后表面55a分别构成与纤维材料60的前表面61抵接,支承纤维材料60的支承面。肋551~553的突出长度、即从板部51的后表面51b到肋551~553的后表面55a的长度彼此相同,肋551~553的后表面55a位于向上下左右方向延伸的同一假设平面上。肋551~553的突出长度比间隔件421~425的突出长度短。

彼此相同高度的多个(5个)圆柱状的突起部55b分别在上下方向等间隔的位置,突设在第1肋551和第3肋553的后表面55a。突起部55b呈与上游板40的间隔件42的突起部42b相同的形状,且在分离器单元102的组装状态下,设置在与突起部42b在上下方向和左右方向的相同位置。

上侧的法兰部52大致呈u字形,其内周面52a与板部51的外周面51c(边缘部)的形状大致相同,外周面52b与上游板40的板部41的外周面41c(图4a)的形状大致相同。下侧的法兰部53大致呈u字形,其内周面53a与板部51的外周面51c的形状大致相同,外周面53b与上游板40的板部41的外周面41c的形状大致相同。法兰部52、53的后表面52c、53c分别平坦地形成,位于向上下左右方向延伸的相同的假设平面上。法兰部52、53的前后方向长度(厚度)与上游板40的凹部46、47(图4b)的深度大致相同。

多个连结部54分别呈剖面大致为矩形状的平板形状。如图7所示,连结部54包括一端部(后端部)分别固定于法兰部52的内周面52a的左右下端部和上端部的连结部541~543。连结部541~543分别向前后方向延伸,它们的另一端部(前端部)分别固定于板部51的左右两端部和上端部。由此,分别由连结部541~543支承沿大致u字形延伸的法兰部52的长度方向两端部和中央部。连结部541~543具有分别与上游板40的板部41的卡合凹部461~463(图6)的形状相对应的凸状的剖面形状。由此,在图5所示的分离器单元102的组装状态下,法兰部52与凹部46嵌合,连结部541~543分别与卡合凹部461~463嵌合。

在该嵌合状态下,图7所示的连结部541的右端面541a和连结部542的左端面542a与图6所示的上游板40的左侧的引导部44的右端面44a和右侧的引导部44的左端面44b位于同一表面上或大致同一表面上。因此,这些端面541a、542a与引导部44的端面44a、44b相同,构成支承纤维材料60的左表面65和右表面66的支承面。即,连结部541、542位于与上游板40的第2间隔件422在上下方向的相同位置,且位于第2间隔件422的左右方向外侧,与引导部44相同作为纤维材料60的支承部发挥功能。此外,连结部543的下表面543a构成支承纤维材料60的上表面63的支承面。

此外,如图7所示,连结部54包括一端部(后端部)分别固定于法兰部53的内周面53a的左右上端部和左右下端部的连结部544~547。连结部544~547分别向前后方向延伸。连结部544、545的另一端部(前端部)分别固定于板部51的左右两端部,连结部546、547的另一端部分别固定于板部51的左右下端部。由此,分别由连结部544~547支承沿大致u字形延伸的法兰部53的长度方向两端部和中央部。

连结部544、545的具有分别与上游板40的板部41的卡合凹部471、472(图6)的形状相对应的剖面形状。连结部546、547的上下方向长度与卡合凸部473的上下方向长度相同,连结部546、547之间的左右方向的宽度与卡合凸部473的宽度相同。由此,在分离器单元102的组装状态下(图5),法兰部53与凹部47嵌合,连结部544、545与卡合凹部471、472嵌合,连结部546、547与卡合凸部473的左右两侧的凹部47嵌合。

在该嵌合状态下,图7所示的连结部544的右端面544a和连结部545的左端面545a与图6所示的上游板40的左侧的引导部44的右端面44a和右侧的引导部44的左端面44b位于同一表面上或大致同一表面上。因此,这些端面544a、545a与引导部44的端面44a、44b相同,构成支承纤维材料60的左表面65和右表面66的支承面。即,连结部544、545与上游板40的第4间隔件424位于上下方向相同位置,且位于第4间隔件424的左右方向外侧,与引导部44相同作为纤维材料60的支承部发挥功能。

此外,图7所示的连结部546、547的上表面546a、547a与图6所示的上游板40的引导部45的上表面45a位于同一表面上或大致同一表面上。因此,上表面546a、547a与引导部45的上表面45a相同,构成支承纤维材料60的下表面64的支承面。

图8为分离器单元102的组装状态下的侧视图(左侧视图)。如图8所示,从下游板50的肋55的后表面55a到法兰部52、53的后表面52c、53c的长度l1比从上游板40的凹部46、47的底面46a、47a到引导部44的前端面的长度l2长。因此,在分离器单元102的组装状态下,法兰部52、53的后表面52c、53c与凹部46、47的底面46a、47a抵接。长度l1由连结部54的长度等决定,在后表面52c、53c与底面46a、47a抵接了的状态下,以从肋55的后表面55a到间隔件42的前表面42a的长度l3与纤维材料60的厚度(前后方向长度)相同或大致相同的方式设定长度l1。

在图8所示的分离器单元102的侧视图中,固定于法兰部52的左右下端部的连结部541、542(图中仅示出541)在与第2间隔件422的上下方向相同位置向前后方向延伸。此外,固定于法兰部53的左右上端部的连结部544、545(图中仅示出544)在与第4间隔件424的上下方向相同位置向前后方向延伸。即,在从侧方观察分离器单元102时,连结部541、542和544、545以与间隔件422、424重叠并从外侧覆盖间隔件422、424的方式向前后方向延伸。

纤维材料60为具有透气性的多孔材料的一种,并具有弹性(可挠性、收缩性)。具体地说,纤维材料60以由天然纤维、合成纤维等构成的纤维块、无纺布、偏组件那样的纤维集合体等纤维作为主要构成材料而构成。

对本实施方式的油雾分离器101的组装方法进行说明。首先,组装分离器单元102。在这种情况下,首先将纤维材料60嵌合于从图4b所示的上游板40的前表面41a突设的左右间隔件42的引导部44的内侧。此时,分别由第1、第3、第5间隔件421、423、425的引导部44支承纤维材料60的上端部的左右侧面(左表面65、右表面66)、中央部的左右侧面65、66、下端部的左右侧面65、66。即,纤维材料60的左右侧面65、66在整个长度方向(上下方向)上由引导部44支承。此外,使纤维材料60的下表面64与引导部45的上表面45a抵接,来限制纤维材料60的上下方向的位置。

接下来,将图4a所示的下游板50的上下的法兰部52、53分别嵌合于上游板40的间隔件42周围的凹部46、47,将下游板50安装于上游板40。法兰部52、53构成为大致u字形,因此,限制下游板50相对于上游板40的上下左右方向的位置。因此,能够将下游板50相对于上游板40不产生位置偏移地、容易地安装。

此时,向前后方向延伸并支承法兰部52的左右一对连结部541、542嵌合于第2间隔件422的左右侧方的卡合凹部461、462。向前后方向延伸并支承法兰部53的左右一对连结部544、545嵌合于第4间隔件424的左右侧方的卡合凹部471、472。因此,由连结部54的端面541a、542a、544a、545a(图7)同引导部44一起支承纤维材料60的左右侧面65、66。即,连结部541、542、544、545既是支承法兰部52、53的构件,还是与引导部44相同,支承纤维材料60的构件。

此外,向前后方向延伸并支承法兰部52的上端部的连结部543嵌合于上游板40的贯通孔43上方的卡合凹部463。向前后方向延伸并支承法兰部53的下端部的连结部546、547嵌合于卡合凸部473左右侧方的凹部47。因此,由连结部543的下表面543a和连结部546、547的上表面546a、547a支承纤维材料60的上下表面(上表面63、下表面64)。其结果是,当将下游板50安装于上游板40时,由多个引导部44、45和多个连结部54支承纤维材料60的左右侧面65、66和上下表面63、64,从而纤维材料60上下左右方向的位置被限制。

在将下游板50安装在了上游板40的状态下,将纤维材料60支承于上游板40的间隔件42的前表面42a与下游板50的肋55的后表面55a之间。此时,突设在前表面42a和后表面55a上的突起部42b、55b按压纤维材料60的前后表面(前表面61、后表面62)。由此,由突起部42b、55b限制纤维材料60的前后表面61、62的位置,从而能够稳定并保持纤维材料60。

如图8所示,上游板40的板部41和下游板50的法兰部52、53构成分离器单元102的边缘部102a。介于法兰部52的左右下端部与法兰部53的左右上端部之间的凸部48(图4b)也构成分离器单元102的边缘部102a。因此,边缘部102a的板厚(前后方向长度)在分离器单元102的整周都是恒定的。因此,不仅能够利用凹凸形状容易地将法兰部52、53定位,还能提高组装时的边缘部102a的刚性。

在如上那样组装了分离器单元102(暂时组装)的状态下,如图2所示,使分离器单元102的边缘部102a从下方沿着上壳体30的切口33的狭缝33a嵌合。接下来,通过振动熔接将下壳体20的法兰部21的上表面固定于上壳体30的法兰部31的下表面。由此,完成油雾分离器101的组装。

如图3所示,在下壳体20的上表面对应切口33的位置,设置凹状的狭缝20a,在安装下壳体20时,分离器单元102的下端部嵌合于狭缝20a。更具体地说,如图4a、图4b所示,法兰面41d、53d分别形成于上游板40的板部41的后表面41b的下端部和下游板50的法兰部53的前表面的下端部的左右方向整个区域。从法兰部53的下端到连结部546、547的下表面形成法兰面53d,法兰面41d形成为与法兰面53d在上下方向为相同长度。这些法兰面41d、53d沿着狭缝20a嵌合。

这样通过将分离器单元102沿着狭缝33a、20a嵌合,能够对分离器单元102进行高精度的定位并安装于壳体20、30,并且能够将分离器单元102牢固地固定于壳体20、30。在完成油雾分离器101的组装的状态下,下游板50的下端部、即板部51的下表面和连结部54(546、547)的下表面与下壳体20的上表面抵接。由此,来抑制通过下游板50的下方的窜缸混合气的流动。

接下来,对利用本实施方式的油雾分离器101进行动作的一例进行说明。如图3所示,经由贯通孔22流入第1空间sp1的包含油雾的窜缸混合气通过分离器单元102的上游板40的贯通孔43从纤维材料60的后表面62流入到纤维材料60的内部。该窜缸混合气由于流路在贯通孔43变窄而高速流动,从后表面62到前表面61通过纤维材料60之后,碰撞下游板50的板部51。

此时,窜缸混合气中所含的油雾附着在纤维材料60的纤维上而被捕捉到。并且,被捕捉到的油雾随着气体的流动向后方移动,同时被粗化而形成油块,沿板部51的后表面51b的肋55的间隙向下方滴下来。或者,油在到达后表面51b之前成长为大夜滴的阶段向下方滴下来。由此,油成分从窜缸混合气中分离出来。分离出来的油导到下壳体20的鼓出部23的空间sp3后,经由贯通孔24回到曲轴室5a。

另一方面,流经纤维材料60而除去了油雾的窜缸混合气主要通过板部51与纤维材料60的前表面61之间的间隙向左右方向流动而流入到第2空间sp2。另外,除去了油雾的窜缸混合气的一部分通过纤维材料60的左右侧面65、66流入到第2空间sp2。如图8所示,纤维材料60的左右侧方的连结部541、544设在与间隔件422、424重叠的位置,因此能够抑制向左右侧方流出的窜缸混合气的流路面积的减少,能够使窜缸混合气有效地流动。在这种情况下,从窜缸混合气中分离出来的油沿着肋55滴下来,因此能够借助肋55抑制油随着窜缸混合气的流动从板部51后侧的左右侧方流出、即能够抑制油的卷入。流入第2空间sp2的窜缸混合气经由管部34流出,回到发动机1的燃烧室。

另外,如图1所示,在非增压时,新气体经由通路12向配置于发动机1后侧的头部3r的油雾分离器101r的内部空间导入。此时,新气体向上述的相反方向、即从第2空间sp2经由分离器单元102向第1空间sp1流动。此时,纤维材料60侧方的连结部54等作为整流板发挥功能,能够使新气体顺畅地导入到第1空间sp1。

采用本实施方式能够起到如下的租用效果。

(1)分离器单元102将在发动机1产生的窜缸混合气中所含的油雾分离出来。更具体地说,分离器单元102具有:上游板40,其设置于窜缸混合气的流动方向的上游侧,具有供窜缸混合气通过的贯通孔43;下游板50,其设置于窜缸混合气的流动方向的下游侧,具有供窜缸混合气碰撞的板部51;以及纤维材料60,其具有与上游板40对置的后表面62和与下游板50对置的前表面61,并形成为规定厚度的大致矩形状,捕捉通过了贯通孔43的窜缸混合气中所含的油雾(图4a、图4b)。下游板50具有支承纤维材料60的前表面61的支承面、即肋55的后表面55a(图4a)。上游板40具有:与纤维材料60的后表面62对置的板部41的前表面41a和以在上游板40与纤维材料60之间形成间隙的方式从板部41的前表面41a突设,并支承纤维材料60的后表面62的间隔件42。间隔件42在其前端部具有支承纤维材料60的左右侧面65、66的引导部44(图4b)。

因此,能够利用与上游板40的间隔件42一体地设置的引导部44支承纵向上长的纤维材料60的左右侧面65、66。因此,能够防止在分离器单元102的组装状态下的纤维材料60在宽度方向的位置偏移和使用分离器单元102时由窜缸混合气的流动导致的纤维材料60在宽度方向的位置偏移。由此,能够将纤维材料60配置于与上游板40的贯通孔43相对的适当的位置,例如以贯通孔43位于纤维材料60的宽度方向中央部的方式配置纤维材料60。其结果是,能够得到充分的油雾的分离效果(气液分离效果)。此外,通过与间隔件42一体地设置引导部44,从而间隔件42具有使纤维材料60从板部分离并支承纤维材料60的功能和支承纤维材料60的左右侧面65、66的功能。因此,同将引导部与间隔件42分开设置的情况相比较,能够容易地将引导部44设置在作为小型零件的上游板40上。

(2)间隔件42具有在与重力方向正交的宽度方向(左右方向)上相互分离并分别从板部41的前表面41a突设的左侧的间隔件421~425和右侧的间隔件421~425(图6)。左侧的间隔件421、423、425的引导部44支承纤维材料60的左表面65,右侧的间隔件421、423、425的引导部44支承纤维材料60的右表面66(图6)。由此,利用左右的引导部44从左右方向外侧夹着并支承沿上下方向细长的纤维材料60,因此能够稳定地保持纤维材料60。

(3)贯通孔43设置于左侧的间隔件421~425和右侧的间隔件421~425之间(图6)。由此,能够防止间隔件42阻挡通过贯通孔43的高速的窜缸混合气的流动,能够得到有效的气液分离效果。

(4)作为与上述(1)不同的观点,上游板40具有与纤维材料60的后表面62对置的板部41的前表面41a和从前表面41a突设并支承纤维材料60的后表面62的间隔件42,下游板50具有与纤维材料60的前表面61对置的板部51的后表面51b和从后表面51b突设并支承纤维材料60的前表面61的肋55(图4a、图4b)。间隔件42向左右方向延伸,肋55向上下方向延伸(图4a、图4b)。由此,由相互正交的间隔件42和肋55支承纤维材料60前后表面61、62,因此能够牢固地支承纤维材料60。其结果是,能够防止纤维材料60的位置偏移,能够得到油雾的充分的分离效果。

(5)肋55的剖面大致呈矩形状,向上下方向、即重力方向或大致重力方向延伸(图4a)。由此,从窜缸混合气中分离出来的油沿着肋55或沿着左右方向相邻的肋55、55之间的槽流动,因此能够促进油向下方的流动。此外,肋55成为障壁,能够抑制油随着窜缸混合气的流动从分离器单元102的左右侧方流出。

(6)上游板40具有向左右方向相互平行地延伸的多个间隔件42,下游板50具有向上下方向相互平行地延伸的多个肋55(图4a、图4b)。由此,将纤维材料60的前后表面61、62支承成格子状,能够更牢固地支承纤维材料60的前后表面61、62。

(7)上游板40在相对于间隔件42靠左右方向外侧的板部41的前表面41a具有凹部46、47(图4b)。下游板50具有法兰部52、53和连结部54,其中法兰部52、53与凹部46、47嵌合,连结部54沿着窜缸混合气通过贯通孔43后的流动方向(前后方向)延伸,一端部(后端部)与法兰部52、53连接,另一端部(前端部)与板部51的后表面51b连接(图4a)。由此,能够提高分离器单元102整体的刚性,并相对于上游板40对下游板50进行定位和保持。即,仅通过将板部41和法兰部52、53重叠,能够容易地使上游板40和下游板50一体化并保持。因此,能够在保持的状态下将分离器单元102容易地安装于壳体20、30,进而提高油雾分离器101的组装性。

上述实施方式能够变形成各种形式。以下对变形例进行说明。图9a是第1变形例的分离器单元102a的主视图,图9b是将图9a沿着左右方向中央的轴线(b-b线)剖开的剖视图。第1变形例中,上游板40的板部41的构成与上述不同。即,如图9a、图9b所示,在板部41的后表面41b沿贯通孔43周围的整周设置向后方突出的突出部411,由于突出部411致使板部41的前后方向长度(板厚)变厚。即,以利用突出部411使沿着窜缸混合气的流动方向的贯通孔43的厚度增加的方式构成厚壁部。

由此,贯通孔43的前后方向的长度变长,利用贯通孔43得到窜缸混合气的良好的整流效果。即,通过使贯通孔43在前后方向的长度增加,窜缸混合气通过贯通孔43进行整流并向前方流动,因此能够使通过贯通孔43的全部窜缸混合气流入纤维材料60。其结果是,能够提高油雾的分离效果。另外,不仅是板部41的后表面41b,还可以以包围贯通孔43的方式在前表面41a设置突出部,从而构成厚壁部。

图10a是第2变形例的分离器单元102b的立体分解图,图10b是表示其组装状态的立体图。第2变形例主要是下游板50的法兰部的构成与上述不同。即,如图10a、图10b所示,借助连结部54而被支承的法兰部56沿着板部41的边缘部经整周而设置。于此相对应,在上游板40的板部41的前表面41a沿着板部41的边缘部整周地设置供法兰部56嵌合的凹部49。此外,在第2变形例中,通过经整周设置法兰部56,能够减少连结部54的数量。即,借助连结部54(与图7相同的连结部543、546、547)支承法兰部56的上端部和下端部,另一方面能够省略左右侧方的连结部。由此能够降低对窜缸混合气的流动的流路阻力。

图11a是第3变形例的分离器单元102c的立体分解图,图11b是表示该组装状态的立体图。第3变形例在下游板50省略了法兰部的这一点与上述不同。即,如图11a、图11b所示,从下游板50的板部51的上端部和左右下端部分别向后方突设在左右方向具有规定宽度,且在上下方向具有规定厚度的大致板状的连结部571~573。在连结部571的后端部设置向上方突出的卡合部571a,在连结部572、573的后端部设置分别向下方突出的卡合部572a、573a。连结部571~573的后端面至卡合部571a~573a形成圆弧状。

在上游板40的板部41未设置上述的凹部46、47,取而代之的是在贯通孔43的上方和下方分别设置贯通前后方向的贯通孔491~493。贯通孔491~493分别对应连结部571~573的位置而设定,并以能够插入连结部571~573的前端部的方式形成为大致矩形状。连结部571~573的前端部在使上下方向的载荷负荷于连结部571~573并使连结部571~573向上下方向内侧弯曲的状态下,分别插入到贯通孔491~493。在插入连结部571~573后,当去掉上下方向的载荷时,连结部571~573由于弹性变形而向上下方向扩展,卡合部571a~573a与板部41的后表面41b卡合。由此,下游板50与上游板40连结,并且纤维材料60在上游板40于下游板50之间被按压而保持。

另外,在上述实施方式中,在上游板40与下游板50之间配置了纤维材料60,纤维材料60具有与上游板40对置的后表面62(第1面)和与下游板50对置的前表面61(第2面),但还可以使用纤维材料60以外的材料作为多孔材料。例如,还能够使用将金属、陶瓷等作为构成材料的网状构造等作为多孔材料。

在上述实施方式中,将在窜缸混合气的流动方向的上游侧具有与纤维材料60的后表面62对置的前表面41a(上游侧对置面)的上游板40设为上游侧构件,但上游侧构件的构成不限于以上所述。例如,设置于板部41的贯通孔43、即供窜缸混合气通过的开口部也可以为多个。开口部不只是贯通孔,还可以是从板部41的边缘部(例如上端部或下端部)延设的切口。在上述实施方式中,隔着贯通孔43在左右两侧设置了间隔件42、即右侧的间隔件42(一端侧间隔件)和左侧的间隔件42(另一端侧间隔件),但宽度方向的一对间隔件的构成不限于以上所述。

在上述实施方式中,由与间隔件42一体的引导部44来支承纤维材料60的左右侧面65、66,但支承部的构成不限于以上所述。在上述实施方式中,使上游板40的凹部46、47和下游板50的法兰部52、53分别形成为大致u字形,但在组装分离器单元时,若以通过多孔材料的外侧的方式形成法兰部,并与此相对应地形成凹部,则法兰部和凹部的形状不限于以上所述。

在上述实施方式中,在窜缸混合气的流动方向的下游侧作为下游侧构件设置了下游板50,下游板50,与纤维材料60的前表面61对置,具有支承纤维材料60的板部51的后表面51b,更详细地说,具有肋55的后表面55a(下游侧对置面),但下游侧构件的构成不限于以上所述。不仅是肋55的后表面55a,还能够将板部51的后表面51b作为下游侧对置面。在上述实施方式中,将板部41、51和纤维材料60构成为在上下方向呈细长形状,但还可以在左右方向呈细长形状。或者还可以构成为大致正方形状。因此,设置于下游板50的肋55的延伸方向(第2方向)可以是重力方向以外的方向,设置于上游板40的间隔件42的延伸方向(第1方向)可以是与重力方向正交的方向以外的方向。

在上述实施方式中,使分离器单元102沿着上壳体30和下壳体20的狭缝33a、20a嵌合,但分离器单元的安装方法并不限于此。例如还可以通过焊接等将分离器单元固定于壳体。在上述实施方式中,将具有分离器单元102的油雾分离器101设置在了发动机1的上部,但还能设置在其他的位置。在上述实施方式中,将分离器单元102应用在了具有增压器的车辆v型发动机,但同样也能应用在v型以外和不具有增压器的发动机。

既能够任意组合上述实施方式和变形例的一个或者多个,也能够彼此组合各变形例。

采用本发明,能够良好地限制多孔材料的位置,能够得到油雾的充分分离效果。

以上,就本发明的优选实施方式进行了说明,本领域技术人员应理解为能够不脱离后述权利要求书的公开范围地进行各种修改和变更。

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