专利名称：用于将油从发动机的窜缸混合气分离的设备的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及用于将油从发动机中的窜缸混合气分离的可变 设备，尤其涉及一种安装到发动机的气缸盖罩的导流室内以将油从所 述发动机中产生的窜缸混合气分离的可变设备。
背景技术：
正如本领域技术人员所熟知的，当发动机运转时，在所述发动 机的作功沖程中产生的燃烧废气和未燃气体通过活塞和气缸衬筒 (cylinder liner)之间的细微间隙泄露到曲轴箱内。所述气体被称作"窜 釭混合气"。被吸入所述曲轴箱的所述窜缸混合气被带到设置在所述发动机 的所述气缸盖的顶部上的气缸盖罩。然后，被带到所述气缸盖罩的所 述窜缸混合气被带到所述发动机的进气系统，从而被再次燃烧。然，在这个过程中，油和所述窜缸混合气混合。随着和所述 窜缸混合气混合的油的量增加，所述发动机内的油的消耗率增加，所 述发动机的耐用性变差，并且有害排气的量增加。这样，会引起很多 问题。为了解决上述问题，提出了油分离设备，其设置在所述气缸盖 内的所述窜缸混合气移动的^^径上。
发明内容
技术问题如图1所示，在用于将油从窜缸混合气分离的传统设备中，用 于窜缸混合气的入口 2和出口 3形成于导流室1内。此外，若干个隔 板4交替地设置在导流室1内，以便窜缸混合气经过的路径呈锯齿形 结构。这样，包含在窜缸混合气中的油由于其自身的重力而下落或粘 到隔板4上。此后，分离出的油通过分离油排出通道(未示出)被排 出。然而，具有固定隔板的传统固定式油分离设备的问题在于油 从窜缸混合气分离的效率取决于窜缸混合气通过导流室1的速度，即 取决于所述发动机中的状况而改变。为了克服传统技术遇到的问题，公开号为2005-0045330的韩国 专利公开提出了 一种用于将油从窜缸混合气分离的设备，其包括可旋 转地i殳置在导流室的入口和出口周围的可动冲击才几(movable impactor )、用于旋转所述可动沖击机的致动器和取决于所述发动机的 运转状况来操作所述致动器的控制器。然而，所述可变油分离设备的 问题在于因为需要诸如所述致动器、所述控制器和用于检测所述发 动机的运转状况的传感器等若干个独立的电子部件，所以制造成本增 加了，并且当考虑到所述发动机的高温和高压状况时，所述致动器和 控制器的可靠性和耐用性明显地降低。
发动机的运转状况来迅速地控制所述致动器。另外，当所述发动机高 速运转时，窜缸混合气的压力增加并且其流量因此而增加。然后，所
述致动器的负荷也增加。因此，存在需要大容量致动器的缺点。此外，所述可动冲击机具有铰链门构造，就是说这过于简单了 。 因此，因为所述可动冲击机和流过所述可动沖击机的窜缸混合气之间 的接触面积相对小，所以油分离功能不能可靠地实施。同样，接触面 的形状被固定，而不是取决于窜缸混合气的压力而改变。因此，存在
下面问题当所述发动机高速运转时，油分离能力就降低了。
技术方案因此，本发明是基于现有技术中出现的上述问题而作出的，并 且本发明的目的是提供一种用于将油从发动机中的窜缸混合气分离的 可变设备，其中为了积极地响应窜缸混合气流动的速度，当所述发动 机低速运转时，相对低的负压被施加于窜缸混合气，而当所述发动机 高速运转时，施加到窜缸混合气上的负压的量增加，因此即使当高速 运转时也具有显著增强的能力来将油从窜缸混合气分离。本发明的另 一个目的是提供一种用于将油从发动机中的窜缸 混合气分离的可变设备，其中在当窜缸混合气的流速低时将油从所述 窜缸混合气分离的能力降低的情况下，窜缸混合气被加速并且被旋转 以增强所述油分离能力，并且通过减小压差来防止曲轴箱内的压力变 为正压，并且其中当所述发动机高速运转时，所述隔板的接触窜缸混 合气的面积增加以增强所述油分离能力，并且所述压差增加以便所述 曲轴箱内的压力能够在理想的范围内降低。
技术效果本发明提供一种用于将油从发动机中的窜缸混合气分离的可 变设备，其适当地响应窜缸混合气的流速，以便即使当所述窜缸混合
气高速流动时，将油从窜缸混合气分离的效率也能够提高。此外，在 本发明中，因为呈螺旋状的弹性构件具有简单的构造并且部件的数量 被减少，所以组装设备的可靠性被增强，制造所述设备的成本降低， 并且其耐用性明显地加强。另外，所述弹性构件响应于窜缸混合气的 压力而延伸或收缩，从而引导窜缸混合气的旋转流，同时，与所述窜 缸混合气的接触面的形状被改变，以便能够提高将油从窜缸混合气分 离的能力。
图1为显示用于将油从发动机中的窜缸混合气分离的传统设 备的示意图；图2为显示依照本发明的第一实施例的用于将油从发动机中 的窜缸混合气分离的可变设备的没有处于被改变状态的一部分的剖视 图；图3为显示低速运转的图2的所述可变设备的所述部分的剖视
图；图4为显示高速运转的图2的所述可变设备的所述部分的剖视
图；图5为图4的立体图；图6为显示安装有依照第一实施例的用于将油从窜缸混合气 分离的可变设备的导流室的示例的示意图；图7为对应于图6的视图，但是显示了安装有依照第一实施例 的用于将油从窜缸混合气分离的可变设备的导流室的另一个示例；[21]图8至图10为显示改变依照本发明的第二实施例的用于将油 从发动机中的窜缸混合气分离的可变设备的过程的立体图；以及图11和12为显示依照本发明的第二实施例的在所述发动机的 导流室中的用于将油从窜缸混合气分离的可变设备的安装的示例的示 意图。
具体实施例方式在下文中，将参考附图详细描述依照本发明的优选实施例的用 于将油从发动机中的窜缸混合气分离的可变设备。第一实施例如图2所示，依照本发明的第一实施例的用于将油从发动机中 的窜缸混合气分离的可变设备被安装到所述发动机的气缸盖罩的导流 室内，并且包括隔4反10、盖20和多个弹性构件30。在这里，隔板IO在其中具有窜缸混合气通过孔10a。可以在导 流室11内^L置单个隔^反10。作为选择，如图6所示，可以在导流室 11内设置若干个隔板10。此外，如图2所示，盖20具有和通过孔10a的形状相对应的 形状以关闭通过孔10a。优选地，盖20的形状和尺寸最好被确定为使 得盖20取决于当所述发动机低速或高速运转时窜缸混合气的压力的变 化而适当地离开隔板10的通过孔10a。就是说，施加到盖20上的窜缸混合气的压力适合盖20的面积。 盖20的面积能够通过测试来优化。 [29]同时，弹性构件30被插入隔板10和盖20之间并且由弹性材 料制成，弹性构件30能够改变形状从而盖20取决于所述发动机供应 的窜缸混合气的压力而离开隔板IO预定距离，从而通道被限定。特别地，在本发明的第一实施例中，如图3、图4和图5所示， 每个弹性构件30是具有被扭曲成具有预定角度的螺旋状的表面的螺旋 弹性板，所以，当弹性构件30被弹性地延伸时，窜缸混合气在弹性构 件3 0的引导下螺旋地移动。如图2至图5所示，两个弹性构件30可以对称地设置在隔板 10的通过孔10a的相对侧上。作为选择，可以在单个通过孔10a周围 设置三个、四个、五个或更多个弹性构件30。特别地，在第一实施例中，弹性构件30被扭曲的角度和弹性 构件30被扭曲的次数可以有各种改变。此外，若干个弹性构件30可 以环绕通过: L 10a^皮此平^f亍:t也安装。在这里，弹性构件30的弹性也能够通过测试来最优化设计。在图5中，尽管弹性构件30图示为被扭曲一次，但是其可以 #皮扭曲两次或更多次。下面在此将说明依照第一实施例的用于将油从发动机中的窜 缸混合气分离的可变设备的运转。如图2所示，当所述发动机处于停 止状态或最低速状态时，因为窜缸混合气流动的速度为0或最小，所 以盖20关闭隔板10的通过孔10a，或者使它稍微打开。这样，利用所 述油的重力来分离油的功能顺利地浮皮实施。如图3所示，当所述发动机低速运转时，因为窜缸混合气低速 流动，所以施加有所述窜缸混合气的压力的盖20和通过孔10a间隔相 对短的距离。这时，窜缸混合气流动的速度增加，所以，即使当所述 发动机低速运转时，所述油分离功能也能够可靠地被实施。如图4和图5所示，当所述发动机高速运转时，因为窜缸混合 气的量增加，所以窜缸混合气高速流动。因此，所述窜缸混合气以高 压施加到盖20上，以便盖20和隔板10的通过孔10a间隔最大距离。 这时，窜缸混合气流动的速度最大化，所以，即使当所述发动机高速 运转时，所述油分离功能也能够可靠地被实施。这里，从图2通过图3到图4，随着所述发动机的转速增加， 窜缸混合气接触弹性构件30的通道的长度增加，并且同时引起所述窜 缸混合气的旋转流，从而可靠地实施所述油分离功能。因此，和传统技术不同，即使没有独立的致动器或控制器，依 照第 一 实施例的用于将油从窜缸混合气分离的可变设备也能够利用具 有简单构造的弹性构件30可靠地实施所述可变油分离功能。此外，因 为所述窜缸混合气接触弹性构件30的通道的长度是可变的，所以所述 油分离能力能够明显地提高。同时，图6为显示安装有依照第一实施例的用于将油从窜缸混 合气分离的可变设备的导流室11的示例的示意图。如图6所示，可以在导流室11内i殳置若干个隔斧反10。可以在 每个隔板10内安装一个或至少两个盖20和弹性构件30。因此，通过入口 12被吸入导流室11中的窜缸混合气通过隔板 10的若干个通过孔10a。在这个过程中，油通过弹性构件30和盖20
被从所述窜釭混合气分离。此后，窜缸混合气通过导流室11的出口 13 被供应到所述发动机的进气系统中。在这里，隔板10、盖20和弹性构件30的数量和位置的设计
可以取决于窜缸混合气的流出速度、导流室11的形状和所述发动机的 特性而有各种改变。本发明不局限于上述实施例，并且本领域的技术人员应理解的 是不脱离本发明的范围和精神的各种改进、增加和替换是可能的。例如，如图7所示，隔板IO可以以和图1的传统导流室1的 隔板4相同的方式构造在导流室11内。本发明的盖20和弹性构件30 被安装在这些隔板10中。所述用于将油从窜缸混合气分离的可变设备 被构造为使得当所述发动机低速运转时盖20保持关闭状态，并且仅仅 当所述发动机高速运转时盖20打开。当所述发动机低速运转时，即使 盖20被关闭，因为窜缸混合气的量相对小，所以窜缸混合气能够充分 地通过隔板IO之间限定的空间，并且油能够可靠地从所述窜缸混合气 分离。当所述发动^L高速运转时，窜缸混合气的量增加。响应于此， 盖20被打开，以便窜缸混合气通过所述隔板之间限定的空间，同时， 通过形成旁通通道的通过孔10a。因此，油能够可靠地从所述窜缸混合 气分离。第二实施例用于提高油分离效率的本发明的第二实施例的操作是以和第 一实施例相反的方式来实施的。详细地，在上述第一实施例的情况下，当窜缸混合气低速流动 时，油通过其自身重力从窜缸混合气分离。然而，取决于诸如所述车 辆的运转状况、油的种类和所述发动机的特性等参数的改变，可能发
生下述情况当窜缸混合气低速流动时，油不能像在所述窜缸混合气
高速流动时那样轻易地从所述窜缸混合气分离。第二实施例使得即使在上述情况下也可以轻易地将油从窜缸 混合气分离。在下文中，将参考图8至图IO详细地描述本发明的第二实施例。如图8所示，第二实施例的总的构造和第一实施例的总的构造 类似。然而，不像第一实施例中那样当窜缸混合气的压力增加时， 即当发动机高速运转时，在正常状态下关闭通过孔10a的盖20和通过 孔10a隔开，并且其中当窜缸混合气的压力降低时，即当发动机进入 低速状态时，盖20通过弹性构件30的弹性返回到其初始状态，在第 二实施例中，当窜缸混合气低速流动时，盖20保持其位置和通过孔10a 隔开，当窜缸混合气高速流动时，盖20关闭通过孔10a，并且当窜缸 混合气再次低速流动时，盖20通过弹性构件40的弹性返回到其初始 状态，即返回到被隔开的位置。就是说，第二实施例的弹性构件40在和第一实施例的弹性构 件30相反的方向加偏压。在具有上述构造的第二实施例中，当低速运转时，当通过隔板 10的通过孔10a和隔板IO之间时，窜缸混合气被旋转并被加速，从而 油从窜缸混合气分离的效率增加。描述了当在大的流动面积流动的液体进入小的流动面积时速 度增加的公知现象被称为伯努利定律。换句话说，当在大的流动面积流动的窜缸混合气通过盖20和 通过孔10a之间限定的相对窄的通道时，所述窜缸混合气的速度增加。 由于这个原理，即使在当所述发动机低速运转时油不能轻易地从窜缸 混合气分离的情况下，该实施例能够达到提高油从窜缸混合气分离的 效率的目的。同时，每个弹性构件40具有使得其被扭曲成具有预定角度的 螺旋的形状。弹性构件40用于螺旋地旋转并加速窜缸混合气。因此， 通过窜缸混合气;f皮—提高的速度和旋转，油从窜缸混合气分离的效率以
与第 一 实施例相同的方式进一 步被4是高。优选地，引导窜缸混合气的流动的导流件(flow guide) 41可 以从弹性构件40突出，以便当窜缸混合气沿导流件41流动时，其旋 转进一步被力口速。如上所述，在第二实施例中，低速流动的窜缸混合气被弹性地 保持盖20和窜缸混合气孔10a之间距离的弹性构件40旋转并加速， 从而提高油从窜缸混合气分离的效率。在下文中，将说明如下事实 即使当窜缸混合气高速流动时，油从窜缸混合气分离的效率也能够响 应于此而^是高。如图9和图IO所示，当窜缸混合气高速流动时，窜缸混合气 推动盖20的压力增加。当高速窜缸混合气克服将盖20和通过孔10a 隔开的弹性构件40的弹性时，盖20被窜缸混合气的压力移向通过孔 10a，从而关闭通过孔10a。图9图示了盖20被流速被增加的窜缸混合 气移向通过孔10a。图10图示了通过所述窜缸混合气增加的压力完全 #皮盖20覆盖的通过孔10a。由于所述构造，即使当窜缸混合气高速流动时，油从窜缸混合 气分离的效率也能够4是高。详细地，当窜缸混合气以高速撞击盖20时，盖20朝通过孔 10a移动并且关闭它。然后，被所述窜缸混合气撞击的隔板10的面积 增加。结果，所述油分离效率通过隔板IO被增加的面积而提高。在这 里，随着弹性构件40的形状被改变，因为隔板10和盖20之间的间隙 被减小，所以引起窜缸混合气的加速度和旋转流，从而油分离效率能 够进一步提高。此外，在盖20克服弹性构件40的弹性朝通过孔10a 移动的过程中，高速窜缸混合气的能量被减小。因此，优点在于，在 油和窜缸混合气不分离的状态下，防止了窜缸混合气进入所述发动机
的进气孔。换句话说，在第二实施例中，在所述发动机低速运转的情况下， 所述油分离效率能够通过窜缸混合气的加速度被增强，而在所述发动 机高速运转的情况下，所述油分离效率能够通过增加窜缸混合气撞击 隔板10的面积来增强。同时，在本发明的第二实施例的可变设备中，从窜缸混合气分 离的油所进入的曲轴箱内的压力能够被控制。详细地，当所述发动才几4氐速运转时，盖20保持和通过孔10a 隔开的状态，以便窜缸混合气的压差最小化。换句话说，因为施加到所述窜缸混合气的负压差最小化，所以 防止了正压施加到所述曲轴箱上。同时，当所述发动机高速运转时，当所述窜缸混合气克服弹性
构件40的弹性时，窜缸混合气的压差增加。这4吏得可以将施加到所述
曲轴箱上的负压减小到例如预定设计值的理想条件下。如上所述，和第一实施例一样，即使没有诸如传统技术中使用 的独立的致动器或控制器，依照第二实施例的用于将油从窜缸混合气 分离的可变设备也能够利用具有简单构造的弹性构件30可靠地实施所 述可变油分离功能。此外，因为所述窜缸混合气接触弹性构件30的通 道的长度是可变的，所以所述油分离能力能够明显地提高。同时，如图11所示，在第二实施例中，以和第一实施例相同 的方式，可以在导流室11内设置若干个隔板IO,并且可以在每个隔板 10内安装一个或至少两个盖20和弹性构件30。因此，通过入口 12被吸入导流室11的窜缸混合气通过隔板 10的若干个通过孔10a。在这个过程中，油借助于弹性构件30和盖20 从窜缸混合气分离。此后，所述窜缸混合气通过导流室11的出口 13 被供应到所述发动机的进气系统内。在这里，隔板10、盖20和弹性构件30的数量和位置的设计 可以取决于窜缸混合气的流出速度、导流室11的形状和所述发动机的 特性而有各种改变。此外，如图12所示，正如第一实施例中，依照本发明第二实 施例的隔板10可以以和图1的传统导流室1的隔板4相同的方式被构 造在导流室11内。本发明第二实施例的盖20和弹性构件30被安装在 这种隔板10内。依照具有上述构造的第二实施例的用于将油从窜缸混 合气分离的可变设备被构造为使得，当所述发动机低速运转时，盖20
保持打开状态，而当所述发动机高速运转时，盖20被关闭。当所述发
动机低速运转时，窜缸混合气在盖20打开的状态下被加速，从而提高
了油从窜缸混合气分离的效率。当所述发动机高速运转时，因为窜缸混合气高速流动，所以盖 30朝向通过孔10a移动，从而关闭通过孔10a，所以被窜缸混合气撞 击的隔板10的面积增加，从而提高了油从窜缸混合气分离的效率。
工业实用性如上所述，本发明提供一种用于将油从发动机中的窜缸混合 气分离的可变设备，其适当地响应窜缸混合气的流速，以便即使当所 述窜缸混合气高速流动时，将油从窜缸混合气分离的效率也能够提高。 此外，在本发明中，因为呈螺旋状的弹性构件具有简单的构造并且部 件的数量被减少，所以组装设备的可靠性增强，制造所述设备的成本 降低，并且其耐用性明显地增强。另外，所述弹性构件响应于窜缸混 合气的压力而延伸或收缩，从而引导窜缸混合气的旋转流，同时，与 所述窜缸混合气的接触面的形状被改变，从而使油从窜缸混合气分离 的能力提高。
权利要求
1、一种用于将油从发动机中的窜缸混合气分离的可变设备，所述可变设备设置在所述发动机的气缸盖罩的导流室内，并且包括隔板，穿过所述隔板形成有窜缸混合气通过孔；盖，其具有和所述窜缸混合气通过孔的形状相对应的形状以关闭所述窜缸混合气通过孔；以及弹性构件，其设置在所述隔板和所述盖之间并且由弹性材料制成，以便所述盖取决于从所述发动机供应的所述窜缸混合气的压力而离开所述隔板预定距离，从而限定用于所述窜缸混合气的通道。
2、 一种用于将油从发动机中的窜缸混合气分离的可变设备，所述 可变设备设置在所述发动机的气缸盖罩的导流室内，并且包括隔板，穿过所述隔板形成有窜缸混合气通过孔；盖，其具有和所述窜缸混合气通过孔的形状相对应的形状以关闭 所述窜缸混合气通过孔，并且和所述窜缸混合气通过孔间隔预定距离； 以及弹性构件，其设置在所述隔板和所述盖之间并且利用其弹性控制 所述盖的位置，其中，当从所述发动机吸出的所述窜缸混合气的压力 增加时，所述盖移动到所述隔板，而当所述窜缸混合气的压力减小时， 所述弹性构件返回到其初始状态以便所述盖离开所述隔板。
3、 根据权利要求1或2所述的可变设备，其中所述弹性构件包括 具有被扭曲成具有预定角度的螺旋状的表面的螺旋弹性板，以便当所述螺旋弹性板被弹性地延伸时，所述窜缸混合气在所述螺旋弹性板的 引导下被螺旋地旋转。
4、 根据权利要求3所述的可变设备，其中导流件设置在所述螺旋弹性板的被扭曲的表面上以引导所述窜缸混合气，以便所述窜缸混合 气的旋转流进一步被加速。
5、 根据权利要求1或2所述的可变设备，其中所述弹性构件包括 对称地设置在所述隔板的所述窜缸混合气通过孔的相对侧上的至少两 个弹性构件。
6、 根据权利要求1或2所述的可变设备，其中至少一个所述隔板、 至少一个所述盖和至少一个所述弹性构件被设置在所述导流室内。
全文摘要
本发明涉及一种用于将油从发动机中的窜缸混合气分离的可变设备。更特别地，本发明的所述可变设备安装在所述发动机的气缸盖罩的导流室内，并且包括隔板(10)、盖(20)和弹性地支撑所述盖(20)的弹性构件(30)，从而将油从发动机中产生的窜缸混合气分离。具有上述构造的可变设备积极地响应所述窜缸混合气的流速，从而即使当所述发动机高速运转时也明显地增强将油从窜缸混合气分离的能力。
文档编号F01M13/04GK101351627SQ200680049828
公开日2009年1月21日 申请日期2006年12月26日 优先权日2005年12月29日
发明者孙映基, 金熙德 申请人:Lg化学株式会社