一种油气分离器及发动机的制作方法

本实用新型涉及汽车发动机技术领域，特别是涉及一种油气分离器及包括该油气分离器的发动机。

背景技术：

发动机工作时，燃烧室的高压可燃混合气和已燃气体或多或少会通过活塞组与气缸之间的间隙漏入曲轴箱内，造成窜气，窜气中除了含有燃料燃烧后的CO2、H2O、N2及未燃尽的HC等，还包括挥发形成的机油微粒；此时，需要采用曲轴箱通风系统将曲轴箱内的窜气排出，曲轴箱通风系统中包括油气分离器及扫气单向阀，油气分离器的作用是将窜气中的机油分离出来，并使其流回至发动机的气缸盖中，而扫气单向阀是通过通入新鲜空气进入曲轴箱内与窜气混合后再排出，能够加快窜气排出速度，加快净化空气，提高机油使用寿命。

现有技术中，油气分离器与扫气单向阀的安装方案主要分为两种：其一、油气分离器与扫气单向阀分离，但此种安装关系导致零件数量多、管路连接复杂、结构不紧凑及成本偏高等不利影响；其二、油气分离器及扫气单向阀集成在塑料气缸盖罩内，虽解决了结构不紧凑的问题，但扫气单向阀的位置是水汽流出处，易积聚冷凝水，由于扫气单向阀与曲轴箱连通，导致冷凝水直接流入曲轴箱内，与机油混合，易造成机油乳化；另外，塑料气缸盖罩不便于为发动机的外围部件提供安装点，且难于实现平台化通用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种发动机及其油气分离器，在油气分离器上能够集成扫气单向阀，且能够有效避免冷凝水通过扫气单向阀流入曲轴箱内，防止曲轴箱内的机油乳化失效。

为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供一种油气分离器，其包括壳体，所述壳体内开设有油气分离腔及扫气腔，所述油气分离腔内设有油气分离组件；所述油气分离腔和所述扫气腔之间设有第一通气口，所述第一通气口中设有用于控制气体从所述油气分离腔向所述扫气腔单向流通的第一单向阀；所述油气分离腔具有进气口、出油口及第二通气口，所述第二通气口中设有用于控制气体从所述油气分离腔向外单向流通的第二单向阀；所述扫气腔具有第三通气口及扫气口，所述第三通气口处设置有控制气体从所述扫气腔向外单向流通的扫气单向阀；所述扫气腔内靠近所述扫气单向阀的位置设有隔水壁，所述隔水壁与所述扫气单向阀之间围合形成有隔水区，所述隔水壁上开设有气孔，所述气孔开设的位置高于所述第一通气口的中心。

作为优选方案，所述壳体的底部开设有与所述第二通气口连通的第一出气口及与所述第三通气口连通的第二出气口。

作为优选方案，所述壳体上位于所述扫气口处向外延伸有进气出气管。

作为优选方案，所述油气分离组件包括沿气流方向依次设置的粗分离模块及精分离模块。

作为优选方案，所述粗分离模块包括若干呈上、下交错布置的挡板。

作为优选方案，所述壳体上安装有用于控制所述油气分离腔内的气流压力的压力控制阀组件，所述压力控制阀组件设于所述油气分离组件的后端。

作为优选方案，所述压力控制阀组件包括套设于所述壳体上的压力弹簧及依次叠设于所述压力弹簧上端部的弹簧支座、PRV膜片、阀盖，且所述阀盖与所述壳体卡接。

作为优选方案，所述壳体包括上壳体及安装于所述上壳体底部的底板，所述壳体和所述底板之间围合形成有所述油气分离腔及所述扫气腔。

作为优选方案，所述上壳体和所述底板的连接边缘处设置有密封圈。

同样的目的，本实用新型第二方面还提出一种发动机，其包括第一方面所述的油气分离器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型实施例中，在油气分离器中集成了扫气单向阀，且其中的扫气口不仅可以用于出气，还能同时用于新鲜空气的流入，简化了外接管路，保证结构紧凑；该油气分离器与气缸盖罩相对独立设置，气缸盖罩的材料不受限于油气分离器，可采用铝合金材料制成，便于外围件安装，且独立的油气分离器不受发动机结构形式限制，更易于实现平台化通用；另外，在扫气单向阀附近设置有隔水壁，能够有效避免冷凝水通过扫气单向阀流入曲轴箱内，不会对曲轴箱中的机油造成乳化失效。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种油气分离器的内部腔体示意图；

图2是本实用新型实施例中一种油气分离器的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2的仰视图；

图5是图2的B-B剖视图；

图6是图3的A-A剖视图；

图7是本实用新型实施例中一种油气分离器的爆炸示意图；

图8是本实用新型实施例中一种上壳体的结构示意图；

图9是图8的C-C剖视图。

图中，1、壳体；11、油气分离腔；111、第二通气口；112、进气口；113、出油口；12、扫气腔；121、第三通气口；122、扫气口；123、隔水区；13、第一通气口；14、第一出气口；15、第二出气口；16、上壳体；17、底板；2、第一单向阀；3、第二单向阀；4、扫气单向阀；5、隔水壁；51、气孔；6、进气出气管；7、油气分离组件；71、精分离模块；72、挡板；8、压力控制阀组件；81、压力弹簧；82、弹簧支座；83、PRV膜片；84、阀盖；9、密封圈；10、回油阀；20、第一单向阀限位座；30、第二单向阀限位座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

如图1-图9所示，本实用新型优选实施例的一种油气分离器，其包括壳体1，所述壳体1内开设有油气分离腔11及扫气腔12，所述油气分离腔1内设有油气分离组件7；所述油气分离腔11和所述扫气腔12之间设有第一通气口13，所述第一通气口13中设有用于控制气体从所述油气分离腔11向所述扫气腔12单向流通的第一单向阀2；所述油气分离腔11具有进气口112、出油口113及第二通气口111，所述第二通气口111中设有用于控制气体从所述油气分离腔11向外单向流通的第二单向阀3；所述扫气腔12具有第三通气口121及扫气口122，所述第三通气口121处设置有控制气体从所述扫气腔12向外单向流通的扫气单向阀4。本实施例中，在独立的油气分离器内部集成扫气单向阀，扫气口不仅可用于出气，且同时在扫气工况下能够用于流入新鲜空气，简化了外接管路，保证结构紧凑；且油气分离器与气缸盖罩相对独立设置，气缸盖罩的材料不会由于需要集成油气分离器及扫气单向阀而只能采用塑料制成，气缸盖罩可由铝合金材料制成，利于发动机外围部件的固定安装，同时，集成了扫气单向阀的油气分离器便于在共平台的不同发动机上实现通用。

复参阅附图9所示，所述扫气腔12内靠近所述扫气单向阀4的位置设有隔水壁5，所述隔水壁5与所述扫气单向阀4之间围合形成有隔水区123，所述隔水壁5上开设有气孔51，所述气孔51开设的位置高于所述第一通气口13的中心；隔水壁5能够阻止在第一通气口13处冷凝形成的冷凝水由扫气腔12进入到隔水区123内，进而防止冷凝水经扫气单向阀4流入至曲轴箱内。

有鉴于此，发动机工作时，曲轴箱内的窜气通过进气口首先进入油气分离腔11，通过气油气分离组件7后将窜气中的机油颗粒从气体中分离，分离后的机油从出油口113流出，分离后的气体分别到达第一通气口13及第二通气口111处。示例性地，在出油口113设有回油阀10，当回油阀10打开时，壳体1内的机油从出油口113流回至发动机的气缸盖中。

上述的油气分离器包括两种工况，即小负荷下的扫气工况和大负荷下的非扫气工况。当处于扫气工况下时，第一单向阀2关闭，第二单向阀3打开，气体通过第二通气口111后，通过发动机的气缸盖罩、气缸盖内部加工形成的通道，直接流入燃烧室，重新参与燃烧，与此同时，扫气单向阀4打开，新鲜空气从扫气口122流入扫气腔12，并通过第三通气口121，进而经过发动机中的一个专门内部通道，一直流入曲轴箱；当处于非扫气工况时，第一单向阀2打开，第二单向阀3关闭，扫气单向阀4也关闭，窜气经油气分离腔11后，从第一通气口13流入扫气腔12内，并经扫气口122流出至空滤后管道。

在冬季或气候寒冷的条件下，窜气中的水汽往往会在第一通气口13和第二通气口111附近冷凝积聚，本实施例中，由于在扫气单向阀4附近设置有隔水壁5，且隔水壁5上的气孔51开设的位置高于第一通气口13的中心；当冷凝水在扫气腔12内积到一定高度时，将通过第一通气口13流入到油气分离腔11内，并在第二单向阀3打开时，从第二通气口111流入至发动机内部通道，由于发动机工作时产生高温，所以发动机内部通道的水并不会结冰堵塞，最终以水汽的形式进入燃烧室。本实施例中，由于在扫气单向阀4的附近设置隔水壁5，可将冷凝水引入至燃烧室，避免了冷凝水通过扫气单向阀4流入曲轴箱与机油混合，防止由于油水混合产生的机油乳化与劣化。

本实施例中，为了便于各部件之间进行管路连接，所述壳体1的底部开设有与所述第二通气口111连通的第一出气口14及与所述第三通气口121连通的第二出气口15，具体请参照附图4所示。

具体地，本实施例中，所述壳体1上位于所述扫气口122处安装有进气出气管6，进气出气管6用于与空滤后管道连接，进气出气管6不仅可以作为非扫气工况下油气分离器的其中一个出气管道，同时可用作扫气工况下新鲜空气的引入通道。

优选地，为了实现更好地油气分离功能，所述油气分离组件7包括沿气流方向依次设置的粗分离模块及精分离模块71；窜气依次流经粗分离模块及精分离模块71，部分机油微粒经粗分离模块分离出来后，废气继续流入精分离模块71，且更多细小的机油微粒进一步被分离。

如图6所示，所述粗分离模块包括若干呈上、下交错布置的挡板72，窜气经过粗分离模块时，部分机油微粒受挡板72的撞击而可从气体中分离。

进一步地，所述壳体1上安装有用于控制所述油气分离组件7的后端的气流压力的压力控制阀组件8，油气分离后的气体流经压力控制阀组件8，然后再达到第一单向阀2及第二单向阀3处，通过此压力控制阀组件8能够有效地控制油气分离腔11内的气体的压力大小。需要说明的是，本实用新型中“后端”的描述，指的是沿气流方向的后端。

具体地，上述压力控制阀组件8包括压力弹簧81、弹簧支座82、PRV膜片83及阀盖84，压力弹簧81套设在上壳体1上，且弹簧支座82、PRV膜片83、阀盖84从下往上依次设置于压力弹簧81的顶端，压力弹簧81处于压缩状态，且阀盖84卡接固定于壳体1上。

本实施例中，为了简化各部件，且为了便于安装及拆卸，所述壳体1包括上壳体16及安装于所述上壳体16底部的底板17，所述壳体1和所述底板17之间围合形成有所述油气分离腔11及所述扫气腔12；且所述上壳体16和所述底板17的连接边缘处设置有密封圈9，密封圈9装配于上壳体16对应的密封圈槽内，保证各腔室的密封。

示例性地，上述的油气分离器的具体装配过程包括以下步骤：首先，将精分离模块71插入上壳体16中与上壳体16装配于一体；然后，通过焊接将上壳体16与底板17结合，且回油阀10装配于底板17的安装槽内。示例性地，为了防止第一单向阀2及第二单向阀3滑出，第一单向阀2通过第一单向阀限位座20安装于第一通气口13中，第二单向阀3通过第二单向阀限位座30安装于第二通气口111中，且第一单向阀限位座20及第二单向阀限位座30均与上壳体16焊接。

本实用新型实施例的第二方面提出一种发动机，特别是汽车发动机，其包括本实施例第一方面的所述油气分离器；由于包括第一方面所述的油气分离器，因此具有油气分离器的所有有益效果，在此不作一一陈述。

综上，本实用新型实施例提供一种油气分离器及包括其的发动机，油气分离器中集成了扫气单向阀4，使结构紧凑，且其中的扫气口122不仅可作为一个出气口，且可用于扫气中的新鲜空气入口，简化了外接管路；另外，该油气分离器与气缸盖罩相对独立设置，气缸盖罩的材料不受限于油气分离器，可采用铝合金材料制成，便于外围件安装，且独立的油气分离器不受发动机结构形式限制，更易于实现平台化通用；再者，在扫气单向阀4的附近设置有隔水壁5，能够阻隔冷凝水从扫气单向阀4流入曲轴箱内，防止水汽对曲轴箱内的机油造成乳化劣化等不利影响。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。