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气液分离器及发动机系统的制作方法

2022-02-23 22:15:05 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及车辆技术领域,尤其涉及一种气液分离器及发动机系统。


背景技术:

2.汽车的发动机系统包括发动机、涡轮增压机及气液分离器,气液分离器与发动机相连,对发动机排出的油气混合物分离成机油和气体,机油回流至发动机的油壳底重新利用,气体经涡轮增压机加压或导入发动机的进气歧管中后回到发动机的燃烧室。油气分离器可防止未经过分离的油气混合物直接进入大气造成污染。
3.现有的气液分离器的分离效率较低,当发动机工况发生变化导致发动机的窜气量增加,气液分离器的分离效率明显下降,不能对油气混合物进行有效地分离。


技术实现要素:

4.本技术提供一种气液分离器及发动机系统。
5.根据本技术实施例的第一方面,提供了一种气液分离器。所述气液分离器包括:
6.壳体;
7.分离装置,位于所述壳体内;所述分离装置包括转轴及环绕所述转轴设置、且安装在所述转轴上的多个分离盘;所述多个分离盘在所述转轴的延伸方向上间隔排布;相邻两个所述分离盘之间形成有多个互不连通的腔室;
8.驱动件,位于所述壳体内;所述驱动件与所述转轴驱动相连,带动所述转轴转动。
9.在一个实施例中,沿所述转轴的转动方向,所述腔室由外侧边缘向靠近所述转轴的一侧倾斜延伸。
10.在一个实施例中,所述腔室整体呈弧形,且朝向所述转轴的转动方向凸出。
11.在一个实施例中,每一所述分离盘设有多个间隔排布的凸起结构,各个所述分离盘的凸起结构凸出的方向相同;相邻所述分离盘的相对应的凸起结构之间形成所述腔室;所述分离盘位于相邻所述凸起结构之间的部分与相邻分离盘对应的部分之间形成所述腔室。
12.在一个实施例中,所述分离装置还包括设置在所述多个分离盘上的压板,所述压板的上端面设有多个第一凸筋,所述多个第一凸筋沿周向间隔排布;沿所述转轴的转动方向,所述第一凸筋向内倾斜延伸。
13.在一个实施例中,所述驱动件为电机;或者,
14.所述驱动件为驱动叶轮,所述壳体还设有第二入口,所述第二入口用于驱动流体进入;所述气液分离器还包括位于所述壳体内的喷嘴,所述喷嘴与所述第二入口连通,且与所述驱动叶轮相对设置;所述喷嘴喷出的驱动流体驱动所述驱动叶轮转动。
15.在一个实施例中,所述驱动件为驱动叶轮,所述驱动叶轮包括本体及环绕所述本体设置的多个叶片;
16.所述本体的上端面设有多个第二凸筋,多个所述第二凸筋沿周向间隔排布;沿所
述驱动叶轮的转动方向,所述第二凸筋向内倾斜延伸。
17.在一个实施例中,所述叶片靠近所述分离装置的端部及所述叶片背离所述分离装置的端部分别向背离所述本体的方向延伸;和/或;
18.所述叶片设有背离所述本体凸出的凸起部,所述凸起部位于所述叶片靠近所述分离装置的端部与所述叶片背离所述分离装置的端部之间;
19.沿背离所述本体的方向,所述凸起部的厚度逐渐减小。
20.在一个实施例中,所述分离装置还包括设置在所述多个分离盘上的压板,所述分离装置还设有由所述压板向下延伸形成的环形竖墙,所述环形竖墙环绕所述多个分离盘。
21.在一个实施例中,所述壳体与分离盘相对的部分的内表面设有吸附层;或者,
22.所述壳体与分离盘相对的部分的内表面设有多个沿周向排布的导流筋;所述导流筋呈直线型,或者所述导流筋呈向上凸出的弧形。
23.根据本技术实施例的第二方面,提供了一种发动机系统,所述发动机系统包括发动机及上述的气液分离器。
24.本技术实施例提供的气液分离器及发动机系统,由于相邻两个分离盘之间形成多个互不连通的腔室,气液混合物在通过腔室时,气液混合物中的气体及液体的流速均增大;液体流速的增大使得液体颗粒更易于撞击到分离盘的表面,液体撞击到分离盘的表面后沿着分离盘的表面沉降,有助于提升气液分离器的分离效率;气体的流速增大使得分离得到的气体可较快排出壳体,有助于减小气液分离器的第一入口与第一出口之间的压降,从而降低气液和液体在第一入口与第一出口之间运动时受到的阻力,有助于提升气液分离器的分离效率。
25.应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本技术。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本技术的实施例,并与说明书一起用于解释本技术的原理。
27.图1为本技术一实施例提供的气液分离器的剖视图;
28.图2为本技术另一实施例提供的气液分离器的侧视图;
29.图3为图2所示的气液分离器的剖视图;
30.图4为本技术一实施例提供的分离装置的多个分离盘的立体结构示意图;
31.图5为图4所示的分离装置的多个分离盘的侧视图;
32.图6为图4所示的分离装置的多个分离盘的侧视图;
33.图7为图4所示的分离装置的分离盘的仰视图;
34.图8为本技术一实施例提供的气液分离器的压板的立体结构示意图;
35.图9为图3中a部分的放大图;
36.图10为本技术一实施例提供的气液分离器的局部立体示意图;
37.图11为本技术另一实施例提供的气液分离器的局部立体示意图;
38.图12为本技术一实施例提供的驱动叶轮的侧视图;
39.图13为本技术一实施例提供的驱动叶轮的立体结构示意图;
40.图14为本技术一实施例提供的驱动叶轮的叶片的侧视图;
41.图15为本技术一实施例提供的气液分离器在剖开状态下的局部立体结构示意图;
42.图16为本技术一实施例提供的气液分离器的动力件及喷嘴的立体分解示意图;
43.图17为本技术一实施例提供的气液分离器的动力件及喷嘴在一个状态下的结构示意图;
44.图18为本技术一实施例提供的气液分离器的动力件及喷嘴在另一状态下的结构示意图;
45.图19为本技术一实施例提供的喷嘴的遮挡部在另一状态下的结构示意图;
46.图20为本技术一实施例提供的气液分离器的分离装置的结构示意图;
47.图21为本技术一实施例提供的分离装置的辅助结构在一个状态下的剖视图;
48.图22为本技术一实施例提供的分离装置的辅助结构在另一状态下的剖视图;
49.图23为图21所示的辅助结构的立体结构示意图。
具体实施方式
50.这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
51.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
52.应当理解,本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。除非另行指出,“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明,而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。
53.下面结合附图,对本技术实施例的气液分离器及发动机系统进行详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。
54.本技术实施例提供了一种气液分离器。参见图1至图3,所述气液分离器100包括壳体10、分离装置20及驱动件30。
55.壳体10可包括第一壳体11和第二壳体12,第一壳体11位于第二壳体12上方,且与第二壳体12相连。所述壳体10围合形成腔体。壳体10内设有隔板13,隔板13将壳体10围合形成的腔体分隔成第一腔体101和第二腔体102。壳体10设有第一入口103、第一出口105和第二出口106。第一入口103用于气液混合物进入壳体10,第一出口105用于分离得到的气体排出,第二出口106用于分离得到的液体出。第二出口106可设置在第二壳体12的底部。
56.所述分离装置20位于所述壳体10内,收容在第一腔体101。第一入口103和第一出口105可设置在第一腔体101的侧部。所述分离装置20包括转轴21、多个分离盘22及压板23。
多个分离盘22环绕所述转轴21设置、且安装在所述转轴21上,所述多个分离盘22在所述转轴21的延伸方向上间隔排布。所述压板23设置在多个分离盘22的顶部,安装在转轴21上。驱动件30位于所述壳体10内。所述驱动件30与所述转轴21驱动相连,带动所述转轴21转动,转轴21带动所述多个分离盘22转动。
57.参见图4至图7,分离盘22包括沿横向延伸的安装部201及由所述安装部201的边缘向下倾斜延伸的分离部202。安装部201设有安装孔223及环绕安装孔223的多个开孔224。分离盘22通过安装孔223安装在转轴21上。安装孔223的形状及转轴21在垂直于延伸方向上的截面的形状为互相匹配的非圆形,从而转轴21转动时带动分离盘22转动。相邻分离盘22的安装部201相抵。多个分离盘22在纵向上相对应的开孔224形成流通通道204,多个分离盘22之间形成多个流通通道204。多个流通通道204互相不连通。
58.在一个实施例中,所述壳体10内还设有轴承14及弹性件15。轴承14套设在转轴21的上端。弹性件15一端与轴承14抵接,另一端与压板23抵接。如此,轴承14通过弹性件15对压板23施加向下的作用力,压板23对分离盘22施加向下的作用力,使相邻分离盘22的安装部201相抵。弹性件15可以是弹簧。
59.驱动件30带动转轴21转动时,转轴21带动多个分离盘22一起转动。通过第一入口103进入到第一腔体101内的气液混合物通过流通通道204上升,并在上升的过程中进入到相邻分离盘22之间的间隙中。气液混合物中的液体在离心力的作用下在高速转动的分离盘22之间的间隙中形成油膜,并汇集成较大的液滴,液滴通过分离盘22的边缘流出,并在重力的作用下向下沉降,最终通过第二出口106排出壳体10。气液混合物中的气体向上移动,并通过第一出口105排出壳体10。
60.在本技术实施例中,相邻两个所述分离盘22之间形成有多个互不连通的腔室203。所述腔室203与流通通道204可一一对应,腔室203一端与对应的流通通道204连通,另一端与第一腔体101环绕分离盘22的部分空间连通。多个腔室203互不连通指的是,多个腔室203的侧部不连通。
61.由于相邻两个分离盘22之间形成多个互不连通的腔室203,气液混合物在通过腔室203时,气液混合物中的气体及液体的流速均增大;液体流速的增大使得液体颗粒更易于撞击到分离盘22的表面,液体撞击到分离盘22的表面后沿着分离盘22的表面沉降,有助于提升气液分离器的分离效率;气体的流速增大使得分离得到的气体可较快排出壳体10,有助于减小气液分离器的第一入口与第一出口之间的压降,从而降低气液和液体在第一入口与第一出口之间运动时受到的阻力,有助于提升气液分离器的分离效率。
62.在一个实施例中,沿所述转轴21的转动方向,所述腔室203由外侧边缘向靠近所述转轴21的一侧倾斜延伸。如此,分离盘22转动时,腔室203内的气体及液体的移动方向与转轴21的转动方向大致相反,更利于气体和液体排出腔室203。
63.进一步地,所述腔室203整体呈弧形,且朝向所述转轴21的转动方向凸出。如此,腔室203的方向与转轴21的转动方向更匹配,更利于气体和液体排出,也有助于提升气体和液体的运动速度。
64.在一个实施例中,每一所述分离盘22设有多个间隔排布的凸起结构2201,各个所述分离盘22的凸起结构2201凸出的方向相同;相邻所述分离盘22的相对应的凸起结构2201之间形成所述腔室203。所述分离盘22位于相邻所述凸起结构2201之间的部分2202与相邻
分离盘22对应的部分2202之间形成所述腔室203。通过在分离盘22上设置凸起结构2201,可使得相邻分离盘22之间形成多个互不连通的腔室203。
65.在一个实施例中,凸起结构2201可整体上呈弧形,沿转轴21的转动方向背离转轴21的方向倾斜延伸。由靠近转轴21的一端至背离转轴21的一端,凸起结构2201的宽度均逐渐增大。在其他实施例中,可在分离盘22的表面设置弧形的凸筋,凸筋与相邻的分离盘22相抵,凸筋将相邻分离盘22之间的间隙分隔成多个腔室203。
66.在一个实施例中,参见图8,所述压板23的上端面设有多个第一凸筋231,所述多个第一凸筋231沿周向间隔排布。沿所述转轴21的转动方向,所述第一凸筋231向内倾斜延伸。分离装置20排出的气体移动至压板23上方时,压板23转动,多个第一凸筋231的设置使得压板23相当于离心叶轮,有助于气体快速排出,进一步减小气液分离器的第一入口与第一出口之间的压降,从而降低气液和液体在第一入口与第一出口之间运动时受到的阻力,有助于提升气液分离器的分离效率。第一凸筋231为弧形凸筋,朝向转轴21的转动方向凸出。
67.在一个实施例中,再次参见图1,所述分离装置20还设有由所述压板23向下延伸形成的环形竖墙25,所述环形竖墙25环绕所述多个分离盘22设置。环形竖墙25的设置可使得分离盘22的外侧边缘与壳体10的内表面之间的距离减小,通过相邻分离盘22之间的间隙流出的液滴撞击到环形竖墙25后沿着环形竖墙25向下流动,有助于避免通过相邻分离盘22之间的间隙流出的液滴流出后重新打散成小颗粒的情况,可提升气液分离效率;通过相邻分离盘22之间的间隙流出的气体沿着环形竖墙25与分离盘22之间的间隙运动至环形竖墙25下方后,再沿着环形竖墙25与壳体10之间的间隙运动至第一出口处流出。
68.在另一个实施例中,参见图9,所述壳体10与分离盘22的边缘相对的部分的内表面设有吸附层111。通过设置吸附层111,通过相邻分离盘22之间的间隙流出的液滴在撞击到吸附层111后被吸附层111吸附,可防止液滴反弹或者分散成小颗粒液滴,有助于提升气液分离效率。
69.在一些实施例中,吸附层111为毛毡或者海绵,或者吸附层111也可以是其他对液体吸附能力较好的材料。
70.在再一个实施例中,参见图10与图11,所述壳体10与分离盘22的边缘相对的部分的内表面设有多个沿周向排布的导流筋112。通过相邻分离盘22之间的间隙流出的液滴撞击到壳体10的内表面后沿着导流筋112向下流动,导流筋112可使得液滴沉降的速度加快,可降低液滴反弹及分散成小颗粒液滴的几率,有助于提升气液分离器的气液分离效率。
71.图10所示的实施例中,所述导流筋112呈向上凸出的弧形,弧形的导流筋112更有助于提升气液分离器的气液分离效率。图11所示的实施例中,所述导流筋112呈直线型。
72.在一个实施例中,再次参见图1,所述驱动件30为电机32。电机32位于壳体10内,电机32的输出轴与转轴21驱动相连。
73.驱动件30为电机时,则可根据气液分离器所在的发动机系统的发动机的工况改变电机32的转速,且可在发动机的工况发生改变时迅速调节电机32的转速与发动机的工况相匹配,有助于使气液分离器在发动机的任何工况下均保持较高的分离效率,有助于降低第一入口与第一出口之间的压降;发动机停机后,仍可控制电机运转,可将分离盘之间的油污排干净;或者可在发动机启动前控制电机运转以将分离盘之间的油污排干净,提升发动机启动后气液分离器的分离效率。相对于采用驱动叶轮,通过发动机的机油泵提供的机油带
动驱动叶轮转动的方案来说,本技术实施例中可根据发动机的工况控制电机的转速为最佳转速,来保证气液分离器的分离效率较高,从而降低气液和液体在第一入口与第一出口之间运动时受到的阻力,有助于提升气液分离器的分离效率。
74.在一些实施例中,电机32可设置在分离装置20的上方,或者所述电机32设置在所述分离装置20的下方。可根据气液分离器的安装空间或者气液分离器内部的空间,确定电机32的安装位置。
75.在另一个实施例中,参见图2与图3,所述驱动件30为驱动叶轮31。第二腔体102位于第一腔体101下方,驱动叶轮31位于第二腔体102内,第二出口106与第二腔体102连通。所述壳体10还设有第二入口104,所述第二入口104用于驱动流体进入。所述气液分离器还包括位于所述壳体10内的喷嘴,所述喷嘴与所述第二入口104连通,且与驱动叶轮31相对设置。所述喷嘴喷出的驱动流体驱动所述驱动叶轮转动。发动机的机油泵泵出的机油通过第二入口104进入到喷嘴,随后从喷嘴喷出并喷射至驱动叶轮,推动驱动叶轮31转动。利用发动机的机油泵泵出的机油带动驱动叶轮转动,有助于减小能耗。喷嘴可提升驱动流体喷出时的流速。
76.分离装置还包括开式轴承16,驱动叶轮31通过开式轴承16与转轴21相连,带动转轴21转动。开式轴承16的上方无挡板,且滚珠之间有间隙。分离装置分离得到的液体顺着开式轴承16的滚珠之间的间隙向下流动至第二腔体102。
77.在一些实施例中,驱动流体为发动机的机油泵泵出的机油。发动机转速越高,机油泵泵出的机油的流量越大,机油喷射至驱动叶轮后驱动叶轮的转速越大。
78.参见图12,驱动叶轮31包括本体311及环绕所述本体311设置的多个叶片312。多个叶片312朝同一方向倾斜设置。
79.在一个实施例中,参见图13,所述本体311的上端面设有多个第二凸筋301,多个所述第二凸筋301沿周向间隔排布。沿所述驱动叶轮31的转动方向,所述第二凸筋301向内倾斜延伸。第一腔体101中的液体沿着滚珠之间的间隙首先流到本体311的上端面,第二凸筋301的设置使得本体311的上端面相当于离心叶轮,有助于液体从本体311的上端面流出,进而便于液体排出壳体10。并且,喷嘴喷出的机油部分会落到本体311的上端面,第二凸筋301有助于将上端面的机油甩出,防止通过开式轴承进入到第一腔体101,而增大气液分离器的气液分离难度。
80.在一些实施例中,第二凸筋301为弧形凸筋,朝向驱动叶轮31的转动方向凸出。如此,更有助于本体311上端面的液体排出。
81.在一个实施例中,参见图14,所述叶片312设有背离所述本体凸出的凸起部314,所述凸起部314位于所述叶片312靠近所述分离装置20的端部313与所述叶片312背离所述分离装置20的端部315之间。喷嘴喷出的液体在喷射至叶片312的凸起部314后液体被分成两束,液体的流速减小,更有利于液体的动能转化为叶片312的能量,提升能量转换效率,增大叶片312的转速。
82.进一步地,沿背离所述本体311的方向,所述凸起部314的厚度逐渐减小。如此,喷嘴喷出的液体在喷射至叶片312的凸起部314时,液体的动能更多转化为化为叶片312的能量,能量转换效率更高。
83.进一步地,所述叶片312靠近所述分离装置20的端部313及所述叶片312背离所述
分离装置20的端部315分别向背离所述本体311的方向延伸。如此设置,液体在从叶片312的两端部流出时流向发生改变,流速减小,更有助于提升能量转换效率。
84.通过进行试验,采用图12所示的叶片结构,喷嘴喷出的液体的能量转换可达到90%~95%。
85.在一个实施例中,参见图15至图19,所述喷嘴40包括第一挡板41及设置在所述第一挡板41朝向所述第二入口104一侧的遮挡部42,所述第一挡板41设有过流孔411,所述遮挡部42可相对所述第一挡板41移动。所述气液分离装置还包括动力件50,动力件50带动所述遮挡部42相对于所述第一挡板41移动,以改变所述过流孔411被所述遮挡部42遮挡的面积。过流孔411被遮挡部42遮挡的面积可为零,也即是过流孔411未被遮挡部42遮挡。其中过流孔411被遮挡部42遮挡的面积指的是遮挡部42在第一挡板41上的正投影与过流孔411的重合面积。
86.如此设置,通过动力件50带动遮挡部42移动,可改变过流孔411被所述遮挡部42遮挡的面积大小,过流孔411未被遮挡部42遮挡的面积即为喷嘴40出口处的流通面积。在驱动流体的流量一定时通过改变喷嘴40出口处的流通面积可改变喷嘴40喷出的驱动流体的流速,改变驱动流体对驱动叶轮的驱动压力,进而使驱动叶轮转动的速度改变。因而,本实施例中气液分离装置可根据发动机的转速来调节喷嘴的流通面积,保证喷嘴喷射至驱动叶轮的流体的压力,使驱动叶轮保持较高的转速,保证气液分离装置的分离效率。
87.具体来说,发动机转速较高时,若喷嘴出口处的流通面积较小,机油泵蹦出的高压流体在通过喷嘴出口喷出时机油可能会雾化,导致机油的压力较小,则机油喷射至驱动叶轮后无法有效提升驱动叶轮的转速。因此在发动机转速增大时,动力件50控制遮挡部42对过流孔411的遮挡面积减小,增大喷嘴出口处的流通面积,避免机油雾化。发动机转速较低时,若喷嘴出口处的流通面积较大,高压机油喷出的流体在通过喷嘴出口喷出时机油的压力较小,则机油喷射至驱动叶轮后无法有效提升驱动叶轮的转速。因此在发动机转速减小时,动力件50可控制遮挡部42对过流孔411的遮挡面积增大,减小喷嘴出口处的流通面积,提升喷嘴喷出的机油压力。
88.在一个实施例中,所述喷嘴40包括多个所述遮挡部42,多个所述遮挡部42沿周向间隔排布。所述动力件50带动所述遮挡部42向靠近所述过流孔411的中心移动,多个所述遮挡部42围合形成通道401。所述动力件50带动所述遮挡部42向靠近所述过流孔411的中心移动,所述通道401的流通面积减小,所述动力件50带动所述遮挡部42向远离所述过流孔411的中心移动,所述通道401的流通面积增大。所述通道401在所述第一挡板41上的正投影落在所述过流孔411内。通道401的最大流通面积小于或等于过流孔411的面积,通道401出口处的流通面积小于过流孔411的流通面积时,通道401在第一挡板41上的投影落在过流孔411内,喷嘴40出口处的流通面积等于通道401的流通面积;通道401的流通面积等于过流孔411的面积时,通道401在第一挡板41上的投影落与过流孔411重合,喷嘴40的流通面积等于过流孔411的面积。
89.图17所示的实施例中,过流孔411的大部分被遮挡部42遮挡,喷嘴40出口处的流通面积小于过流孔411的面积。图18所示的实施例中,过流孔411几乎未被遮挡部42遮挡,喷嘴40出口处的流通面积与过流孔411的面积基本相等。
90.多个遮挡部42形成通道401,通过第二入口104进入的驱动流体先经过通道401后
经过第一挡板41的过流孔411喷出,可避免驱动流体进入第一挡板41的过流孔411前驱动流体流动至其他位置,驱动流体无法全部通过第一挡板41的过流孔喷射至叶片。
91.在一个实施例中,所述遮挡部42包括主体部422及与所述主体部422相连的连接部421,所述遮挡部42包括相对的第三端和第四端。所述连接部421的第三端与所述第一挡板41可相对移动地连接。在垂直于所述喷嘴40的延伸方向上,所述主体部422包括相对的第一端4201和第二端4202,所述第二端4202与所述连接部421相连。所述主体部422的第一端4201的宽度小于所述主体部422的第二端4202的宽度。所述动力件50带动所述遮挡部42向靠近所述过流孔411的中心移动时,所述主体部422的第一端向靠近所述过流孔411的中心移动,相邻两个所述主体部422的相邻侧面贴合。
92.通过设置主体部422的第一端的宽度小于第二端4202的宽度,在主体部422向靠近或者背离过流孔411的中心流动时,更便于相邻主体部422的相邻侧面贴合,且有助于多个主体部422围合形成的通道401的形状更规则,从而使通过通道401喷射出的驱动流体更集中,更有利于提升驱动流体对叶片的压力。
93.在一些实施例中,相邻两个主体部422的相邻侧面贴合,指的是,相邻两个主体部422的侧面线贴合或者面贴合。相邻两个主体部422的侧面贴合,可保证通道401在周向上的密封性,防止驱动流体通过通道401的侧面流出。
94.进一步地,所述主体部422的相对两个侧面为平面。如此设置,驱动件带动遮挡部42向靠近或者背离过流孔411的方向移动的过程中,相邻主体部422的相邻侧面之间面接触,相邻主体部422的相邻侧面接触面积较大,更有助于提升通道401侧部的密封性。
95.在一个实施例中,各个遮挡部42的形状及尺寸均相同,在垂直于所述喷嘴40的延伸方向上,所述主体部422各处的截面的形状及面积均相同。如此设置,可使得遮挡部42围合形成的通道401各处的流通面积均相同,喷嘴40出口处的流通面积与通道401各处的流通面积均相等,更便于通过控制遮挡部42的移动来控制喷嘴40的流通面积。
96.在一个实施例中,所述喷嘴40还包括第二挡板43,所述第二挡板43设有与所述第二入口104相对的通孔431,所述通孔431在所述第一挡板41上的正投影覆盖所述过流孔411。所述遮挡部42位于所述第一挡板41与所述第二挡板43之间。其中,通孔431在第一挡板41上的正投影覆盖过流孔411指的是,通孔431在第一挡板41上的正投影与过流孔411重合,或者通孔431在第一挡板41上的正投影大于过流孔411的面积。如此设置,可避免通孔431的面积太小,驱动流体经过通孔431时驱动流体的能量发生损失。
97.优选的,通孔431在第一挡板41上的正投影与过流孔411重合。
98.在一个实施例中,所述第一挡板41设有多个第一滑槽412,所述第二挡板43设有多个第二滑槽432,所述多个第一滑槽412与多个所述第二滑槽432分别与所述遮挡部42一一对应。所述遮挡部42的第三端位于所述第一滑槽412且可在所述第一滑槽412内移动,所述遮挡部42的第四端位于所述第二滑槽432且可在所述第二滑槽432内移动。所述动力件50带动所述第二挡板43转动,所述第二挡板43带动所述遮挡部42相对于第一挡板41移动并转动,使所述过流孔411被所述遮挡部42遮挡的面积改变。
99.通过设置第一挡板,动力件50带动第一挡板移动,第一挡板可同时带动多个遮挡部移动,便于对遮挡部的控制。通过设置第一滑槽412及第二滑槽432,对遮挡部42的移动方向进行导向,使遮挡部42按照预定的移动轨迹移动。
100.在一个实施例中,在所述第一挡板指向所述第二挡板的方向上,所述第二挡板43沿第一转动方向转动,所述通道401的截面面积变大;所述第二挡板43沿第二转动方向转动,所述通道401的截面面积变小。图示实施例中,在所述第一挡板41指向所述第二挡板43的方向上,第一转动方向为逆时针方向,第二转动方向为顺时针方向。
101.多个所述第一滑槽412环绕所述过流孔411间隔排布,多个所述第一滑槽412沿所述第一挡板41的边缘指向所述过流孔411的中心的方向延伸。所述多个第二滑槽432环绕所述通孔431间隔排布,沿所述第一转动方向,所述第二滑槽432向背离所述通孔431的方向倾斜;所述第二滑槽432的长度大于所述第一滑槽412的长度。如此设置,可保证在第二挡板43在转动过程中,多个遮挡部42围合形成通道,且通道的面积随第二挡板43的转动发生改变。
102.连接部421可由主体部422的一侧倾斜延伸形成,连接部421朝向过流孔411的侧面4211与主体部422靠近连接部421的侧面4221可呈钝角。连接部421的第三端设有第一连接轴423,第四端设有第二连接轴424,第一连接轴423可在第一滑槽412内移动和转动,第二连接轴424可在第二滑槽432内移动和转动。第一连接轴423比第二连接轴424的轴线不在同一直线上,第一连接轴423比第二连接轴424靠近主体部422。
103.在所述第二挡板43指向所述第一挡板41的方向上,动力件50带动第二挡板43沿第一转动方向转动时,第二连接轴424在第二滑槽432内转动,并向第二滑槽432靠近通孔431的一端运动;同时第一连接轴423在第一滑槽412内转动和移动,且第一连接轴423向第二滑槽432靠近过流孔411的一端移动,带动主体部422的第一端4201向背离过流孔411的方向移动,多个遮挡部42围合形成的通道401的流通面积增大。在所述第二挡板43指向所述第一挡板41的方向上,动力件50带动第二挡板43沿第二转动方向转动时,第二连接轴424在第二滑槽432内转动,并向第二滑槽432背离通孔431的一端运动;同时第一连接轴423在第一滑槽412内转动和移动,且第一连接轴423向背离过流孔411的方向移动,带动主体部422的第一端4201向靠近过流孔411的方向移动,多个遮挡部42围合形成的通道401的流通面积减小。
104.在一个实施例中,所述第二挡板43与壳体之间设有密封圈44,密封圈44的一侧与第二挡板43抵接,另一侧与壳体10抵接。密封圈44可提升第二入口104与第二挡板43之间的密封性。第二挡板43转动时,密封圈44可以随第二挡板43一起转动或不转动。
105.在一个实施例中,所述动力件50包括电机51及传动件52,所述电机51带动所述传动件52转动,所述传动件52带动所述第二挡板43转动。
106.在一些实施例中,传动件52可以是与电机51相连的轴,传动件52上设有螺纹521,第二挡板43侧部设有与螺纹521啮合的啮合齿433。电机51转动时,带动传动件52转动,传动件52通过螺纹521及啮合齿433带动第二挡板43转动。在其他实施例中,传动件52可以是齿条,第二挡板43的啮合齿与齿条的齿啮合。电机51可以带动齿条移动,进而齿条带动第二挡板43转动。
107.在一个实施例中,参见图20,分离装置20的多个分离盘22包括多个第一分离盘221和多个第二分离盘222。所述转轴21包括延伸方向相同且可相对转动的第一转轴211和第二转轴212,所述多个第一分离盘221安装在所述第一转轴211上且在所述延伸方向上间隔排布,所述第二分离盘222安装在所述第二转轴212上且在所述延伸方向上间隔排布。所述分离装置还设有辅助结构24。
108.所述驱动件30与所述第一转轴211相连,带动所述第一转轴211转动。所述分离装
置20具有第一状态和第二状态,在所述第一状态,所述辅助结构24带动所述第二转轴212随所述第一转轴211转动;在所述第二状态,第一转轴211转动,所述第二转轴212不转动。所述多个第一分离盘221位于所述多个第二分离盘222的同一侧。
109.在本技术实施例中,辅助结构24可带动第二转轴212与第一转轴211一起转动,或者第一转轴211转动第二转轴212不转动;第一转轴211转动、第二转轴212不转动时,第一分离盘221转动,第二分离盘222不转动,只有第一分离盘221对气液混合物进行分离;第二转轴212与第一转轴211一起转动时,第一分离盘221和第二分离盘222一起转动,均可对气液混合物进行分离。也即是,本实施例提供的气液分离器,可控制进行气液分离的分离盘的数量,因此可根据发动机的不同工况选择参与气液分离的分离盘的数量,确保气液分离器的分离效率能够满足实际工况的需求。
110.由于所述多个第一分离盘221位于所述多个第二分离盘222的同一侧,则第二转轴212转动或不转动时,均不会影响相邻第一分离盘221之间的腔室以及相邻第二分离盘222之间的腔室。
111.具体来说,在发动机低转速低负荷的工况下(例如发动机怠速),发动机的窜气量较低,辅助结构24不带动第二转轴212转动,只有第一转轴211转动,即可保证气液分离器的分离效率;在发动机低转速高负荷的工况下(例如车辆在爬坡时),或者发动机在高转速高负荷的工况下(例如车辆在高速加速或高速上坡),辅助结构24可带动第二转轴212随第一转轴211一起转动,进行气液分离的分离盘的数量较多,可保证气液分离器的分离效率;在发动机高转速低负荷的工况下(例如车辆在高速公路上高速行驶),发动机的窜气量中等,可根据实际情况选择第二转轴212转动或不转动。
112.在一个实施例中,参见图21至图23,所述辅助结构24包括被动部241、主动部242及驱动部243,所述被动部241设有容纳空间,所述主动部242位于所述被动部241的容纳空间内。所述主动部242的侧面设有缺口部245,所述缺口部245与所述被动部241的内壁之间形成容纳部246。所述驱动部243位于所述容纳部246。所述主动部242与所述第一转轴211相连,所述被动部241与所述第二转轴212相连。主动部242与第一转轴211可一体成型,被动部241与第二转轴212可一体成型。
113.所述第一转轴211带动所述主动部242转动时,所述缺口部245相对于所述被动部241移动,所述驱动部243相对于所述缺口部245移动。所述第一转轴211的转速大于或等于转速阈值时,所述驱动部243相对于所述主动部242移动,所述驱动部243分别与所述主动部242及所述被动部241抵接,如图22所示,所述主动部242通过所述驱动部243带动所述第二转轴212转动,所述分离装置20切换为所述第一状态。所述第一转轴211的转速小于所述转速阈值时,所述驱动部243相对于所述主动部242移动,所述容纳部246的至少一个侧面与所述驱动部243之间存在间隙,所述分离装置20切换为所述第二状态,如图21及图23所示。
114.通过第一转轴211的转速的改变可实现气液分离装置在第一状态与第二状态之间切换,无需增加对辅助结构24的控制部件,有利于气液分离装置的结构简化;第一转轴211的转速大于或等于转速阈值时第二转轴转动,进行气液分离的分离盘的数量较大,此时第一转轴211的转速较大且进行气液分离的分离盘的数量较多,均可使得分离装置的气液分离效率提升,可用于发动机窜气量较大的工况;第一转轴211的转速小于转速阈值时第二转轴不转动,进行气液分离的分离盘的数量较小,分离装置的气液分离效率较低,可用于发动
机窜气量较小的工况。
115.驱动件为驱动叶轮时,发动机的转速大,发动机的机油泵转速大,通过喷嘴喷出的机油流量大,机油压力高,可使得驱动叶轮转动的速度较高,驱动叶轮带动第一转轴211转动的速度较大,第一转轴的转速的增大至大于转速阈值时,辅助结构带动第二转轴转动,则进行气液分离的分离盘的数量多,分离装置的气液分离效率较高;发动机的转速小,发动机的机油泵转速小,通过喷嘴喷出的机油流量小,机油压力低,使得驱动叶轮转动的速度较低,驱动叶轮带动第一转轴211转动的速度较小,第一转轴的转速小于转速阈值时,第二转轴不转动,则进行气液分离的分离盘的数量小,分离装置的气液分离效率较小。
116.驱动件为电机时,可根据实际工况确定电机的转速,来调整分离装置的分离效率。
117.在一个实施例中,沿所述第一转轴211的转动方向,所述容纳部246的宽度逐渐增大。所述容纳部246包括相对的第一端部与第二端部,所述容纳部246的第一端部的宽度小于所述容纳部246的第二端部的宽度;所述容纳部246的第一端部的宽度小于或等于所述驱动部243的最小尺寸。在所述第一状态,所述驱动部243位于所述第一端部,所述驱动部243分别与所述容纳部246的相对两侧面抵接,也即是驱动部243卡设在容纳部246的第一端部,与容纳部246相对的两个侧面之间的作用力较大,则主动部242通过驱动部243带动被动部241转动,被动部241带动第二转轴212随第一转轴211一起转动,则第二分离盘222转动,进行气液分离的分离盘的数量增大,同时转轴21的转速较大,则此时气液分离装置的气液分离效率较大,可用于发动机产生的窜气量较大的工况。在所述第二状态,所述驱动部243位于所述第二端部,所述容纳部246的至少一个侧面与所述驱动部243之间存在间隙,则主动部242不能带动被动部241一起转动,也即是第二分离盘222不转动,进行气液分离的分离盘的数量较少,同时转轴21的转速较大,此时气液分离装置的气液分离效率较低,可用于发动机产生的窜气量较小的工况。
118.在一个实施例中,所述辅助结构24还包括设置弹性件244,所述主动部242还设有收容部247,所述弹性件244至少部分收容在所述收容部247。所述收容部247与所述容纳部246的第一端部连通,所述弹性件244的一端固定在所述收容部247,另一端与所述驱动部243相连。在所述第一状态,所述弹性件244被压缩;所述第一转轴211的转速减小,所述弹性件244伸张,所述第一转轴211的转速小于所述转速阈值时,所述分离装置20切换为所述第二状态。弹性件244可以是弹簧。
119.所述第一转轴211转动时,驱动部243受到惯性离心力的作用,惯性离心力的方向沿缺口部朝向被动部241的边缘的延伸方向,与第一转轴211的转动方向相反。所述第一转轴211的转速增大时,主动部242的转速增大,驱动部243受到的惯性离心力的增大,驱动部243受到的惯性离心力大于弹性件244的弹力,驱动部243推动弹性件244向背离容纳部246的第二端部的方向移动,弹性件244被压缩。第一转轴211的转速越大,第一转轴211的转速大于或等于转速阈值时,驱动部243移动至容纳部246的第一端部,驱动部243分别与主动部242的缺口部245朝向被动部241的边缘及被动部241的内表面相抵,因而第一转轴211通过驱动部243带动第二转轴212转动。
120.所述第一转轴211的转速减小时,主动部242的转速减小,驱动部243受到的惯性离心力的减小,驱动部243受到的惯性离心力小于弹性件244的弹力,弹性件244伸张,第一转轴211的转速小于转速阈值时,驱动部243运动至所述容纳部246靠近第二端部的位置,容纳
部246的至少一个侧面与所述驱动部243之间存在间隙,主动部242不能通过驱动部243带动被动部241转动。
121.通过设置弹性件244,在第一转轴211的转速减小时,弹性件244可提供弹力,使驱动部243向靠近容纳部246的第二端部的方向移动,避免弹性件244卡在容纳部246的第一端部,容纳部246持续带动第二转轴212转动的情况。
122.在一个实施例中,所述驱动部243呈球形。如此驱动部243在容纳部246内移动时比较顺畅,在第一转轴211的转速减小时,弹性件244可带动驱动部243移动,不易于出现被卡在容纳部246的第一端的情况。
123.在一个实施例中,所述被动部241的内表面呈圆环形。主动部242移动时,缺口部245与被动部241的内表面的不同位置形成容纳部246,被动部241的内表面呈圆环形,可使得容纳部246的形状及大小不会改变。如此可保证不管容纳部246在哪个位置,第一转轴211开始带动第二转轴212转动时的转速阈值不会发生改变。
124.在一个实施例中,所述主动部242的侧面设有两个或两个以上所述缺口部245,每一所述缺口部245与所述被动部241的内表面之间形成所述容纳部246,所述辅助结构24包括位于每一所述容纳部246的所述驱动部243;两个或两个以上所述缺口部245在周向上间隔排布。如此设置,主动部242可通过多个驱动部243带动被动部241转动,可提升驱动部243对被动部241的作用力,保证第一转轴211能顺利带动第二转轴212转动。
125.本技术实施例还提供了一种发动机系统,所述发动机系统包括空气过滤器、涡轮增压器、气液分离器及发动机。发动机的出口与气液分离器连通,气液混合物通过出口流出发动机,并进入气液分离器。发动机的底部设有入口,油气分离器的第二出口与发动机的第一入口连通,油气分离器分离得到的机油通过第二出口及发动机的入口流至发动机的油壳底。油气分离器的第一出口及空气过滤器的出口分别与涡轮增压器的入口连通,涡轮增压器的出口与发动机的第二入口连通。油气分离器分离得到的气体及经空气过滤器过过滤后的空气进入到涡轮增压器进行增压后流入到发动机。
126.本技术实施例中,“上”、“下”、“顶”、“底”等方向是以图示实施例中所示的方向进行定义的,是为了表述方便而定义,对泄压阀的结构没有影响,当泄压阀的朝向发生改变时,这些方向随着改变。
127.以上所述仅是本技术的较佳实施例而已,并非对本技术做任何形式上的限制,虽然本技术已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本技术,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本技术技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本技术技术方案的内容,依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本技术技术方案的范围内。
128.本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或者该专利披露。
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