一种油气分离器、发动机及控制方法与流程

1.本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种油气分离器、发动机及控制方法。


背景技术：

2.发动机燃烧产生的部分废气会通过活塞环与缸壁间隙泄漏到曲轴箱中，需要通过将曲轴箱内的废气及时抽出，以避免曲轴箱内气体压力过大，导致曲轴箱油封失效漏油及燃烧废气泄漏到大气中，同时避免发动机燃烧废气中含有的大量水蒸气混入油底壳内机油中导致机油乳化。现代发动机均设置有曲轴箱强制通风系统，用于将曲轴箱内混合气体经过油气分离器分离油和气体后，将气体导出到进气系统，最终进入燃烧室内燃烧。
3.相关技术中，为了保证发动机机油消耗量满足设计要求，油气分离器的分离效率必须足够高，以将混合气中大部分机油从混合气中分离出来，并回流到油底壳里面。然而，油气分离器在高效的分离出机油的同时，会使得大量的水和机油一同进入油底壳中。在车辆在寒冷地区短途行驶时，油底壳里面机油温度较低，会使得水分无法从机油中正常挥发，从而导致机油乳化。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例的主要目的在于提供一种有效分离气流中的水和机油的油气分离器、发动机及控制方法。
5.为达到上述目的，本技术实施例的技术方案是这样实现的：
6.本技术实施例第一方面提供了一种油气分离器，包括：
7.过滤组件，所述过滤组件包括第一挡板和过滤件；
8.底板，所述第一挡板与所述过滤件间隔设置在所述底板上，且所述第一挡板可相对所述底板转动；
9.第一驱动组件，所述第一驱动组件通过驱动所述第一挡板转动，以调节所述第一挡板与所述过滤件之间的夹角角度。
10.一种实施方式中，所述第一驱动组件包括驱动电机和传动件，所述油气分离器包括间隔设置在所述底板上的多个所述过滤组件，各所述过滤组件的所述第一挡板通过所述传动件传动连接。
11.一种实施方式中，所述传动件包括拉杆以及与所述第一挡板一一对应的连接杆，各所述连接杆的一端与所述拉杆转动连接，另一端与对应的所述第一挡板固定连接。
12.一种实施方式中，所述第一挡板包括板体以及与所述板体连接的连接轴，所述连接杆与各所述第一挡板的所述连接轴一一对应固定连接；
13.所述驱动电机与其中一个所述第一挡板的所述连接轴驱动连接；或，
14.所述驱动电机与其中一个所述连接杆驱动连接。
15.一种实施方式中，所述油气分离器还包括加热件，所述底板和/或所述过滤组件上设置有所述加热件。
16.一种实施方式中，所述油气分离器还包括壳体，所述壳体盖设在所述底板上，以使所述底板与所述壳体共同围设出具有第一进气口和第一出气口的第一气流通道，所述过滤组件位于所述第一气流通道内。
17.一种实施方式中，所述油气分离器还包括位于所述第一气流通道内的所述第二挡板，所述第二挡板与所述过滤组件间隔设置，且与所述底板之间形成过流间隙；
18.所述第二挡板与所述壳体固定连接，或，所述第二挡板与所述壳体转动连接，所述油气分离器还包括第二驱动组件，所述第二驱动组件驱动所述第二挡板相对所述壳体转动。
19.本技术实施例第二方面提供了一种发动机，包括气缸罩盖和上述所述的油气分离器，所述油气分离器设置在所述气缸罩盖上。
20.一种实施方式中，所述气缸罩盖和所述底板共同围设出具有第二进气口和第二出气口的第二气流通道，所述过滤组件位于所述第二气流通道内。
21.一种实施方式中，所述发动机还包括位于所述第二气流通道内的所述第三挡板，所述第三挡板与所述过滤组件间隔设置，且与所述底板之间形成过流间隙；
22.所述第三挡板与所述气缸罩盖固定连接，或，所述第三挡板与所述气缸罩盖转动连接，所述油气分离器还包括第三驱动组件，所述第三驱动组件驱动所述第三挡板相对所述气缸罩盖转动。
23.本技术实施例第三方面提供了一种用于上述所述的发动机的控制方法，包括：
24.当环境温度低于或等于预定值，控制所述第一驱动组件驱动所述第一挡板转动，以调大所述夹角角度。
25.一种实施方式中，所述控制方法还包括：
26.对所述底板和/或所述过滤组件进行加热。
27.本技术实施例提供了一种油气分离器，包括过滤组件、底板和第一驱动组件，过滤组件包括第一挡板和过滤件，第一挡板可相对底板转动，第一驱动组件通过驱动第一挡板转动，以调节第一挡板与过滤件之间的夹角角度。由于机油的粘度比水大，机油穿过过滤件后聚集的油滴比水聚集的水滴更大更重，且对第一挡板的粘附力更强，通过驱动第一挡板转动一定的角度使得第一挡板相对过滤件倾斜，能够使得穿过过滤件的气流中的油滴在重力的作用沿第一挡板向下流动，从而从气流中分离出来，并且更小更轻的水滴由于粘附力及重力较小，会随气流流动，从而能够有效的将水和机油分离开来。
附图说明
28.图1为本技术实施例的一种油气分离器的结构示意图；
29.图2为图1中a处的局部放大图，图中第一挡板转动至与底板平行。
30.附图标记说明
31.油气分离器10；过滤组件11；第一挡板111；板体1111；连接轴1112；过滤件112；底板12；回油槽12a；第一驱动组件13；驱动电机131；传动件132；拉杆1321；连接杆1322；回油管14；螺栓15；夹角角度α。
具体实施方式
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本技术宗旨的解释说明，不应视为对本技术的不当限制。
33.在本技术中，“气流流动方向”、方位或位置关系为基于附图1所示的方向、方位或位置关系。需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
34.本技术一实施例提供了一种油气分离器10，请参阅图1和图2，包括过滤组件11、底板12和第一驱动组件13，过滤组件11包括第一挡板111和过滤件112，第一挡板111与过滤件112间隔设置在底板12上，且第一挡板111可相对底板12转动，第一驱动组件13通过驱动第一挡板111转动，以调节第一挡板111与过滤件112之间的夹角角度α。
35.本技术另一实施例提供了一种发动机，包括气缸罩盖和上述所述的油气分离器10，油气分离器10设置在气缸罩盖上。
36.具体地，发动机中流经油气分离器10的气流为水、油和废气的混合气流。过滤件112为孔板、滤网及其他能够起到通过过滤气流以聚集油滴和水滴的结构。可以理解的是，采用不同的过滤件112结构会具有不同的调节油滴和水滴的聚集效果。例如，当过滤件112为孔板时，可以通过采用不同开孔率及孔径大小的孔板调节水滴和油滴聚集效果。
37.需要说明的是，由于油的粘度比水大，油穿过过滤件112后聚集的油滴比水聚集的水滴更大更重，且对第一挡板111的粘附力更强，通过驱动第一挡板111转动一定的角度使得第一挡板111相对过滤件112倾斜，能够使得穿过过滤件112的气流中的油滴在重力的作用沿第一挡板111向下流动，从而从气流中分离出来，并且更小更轻的水滴由于粘附力及重力较小，会随气流流动，从而能够有效的将水和油分离开来。
38.此外，发动机具有曲轴箱，油气分离器10包括回油管14，底板12上面设置有回油槽12a，回油槽12a一端设置在第一挡板111下，回油槽12a的最低点与回油管14的一端连通，回油管14的另一端连通至曲轴箱的油底壳。气流中的油滴在过滤组件11的作用下向下流动，并沿回油槽12a和回油管14流至油底壳中，分离出的气体通过曲通系统的曲轴箱强制通风阀(pcv阀)被抽取到进气系统，最终进入燃烧室内烧掉。可以理解的是，回油管14可以根据需要设置成不同的形状，例如，回油管14设置为u型管，当油充满回油管14时，曲轴箱里面气体不会通过回油管14反向进入油气分离器10里面，随着油不断从气流中分离出来，油会通过回油管14的开口不断溢出并进入油底壳机油中。
39.需要说明的是，第一挡板111与过滤件112之间的夹角角度α范围可以根据实际情况确定，例如，过滤件112相对底板12处于竖直状态，第一挡板111与过滤件112的夹角角度α范围为0
°
～90
°
。
40.本技术再一实施例提供了一种用于上述所述的发动机的控制方法，包括：
41.当环境温度低于或等于预定值，控制第一驱动组件13驱动第一挡板111转动，以调大夹角角度α。
42.具体地，预定值可以根据不同环境温度下气流中的水和油的分离效果和实际需要设定，例如，预定值为0℃。在环境温度低于预定值时，通过驱动第一挡板111转动调大夹角
角度α可以降低第一挡板111从气流中分离水滴的效果，而油滴在自身重力和较强粘附力的作用下依然会从气流中分离出来，由此可以保证尽可能少的水跟随油滴一起分离出来汇入油底壳中，从而避免温度较低时，油底壳中的温度较低，水分无法正常挥发导致机油乳化，在环境温度达到或超过预定值后，第一驱动组件13驱动第一挡板111回转。当然，根据需要，也可以设置为当环境温度等于预定值时，驱动第一挡板111转动以调大夹角角度α。在超过预定值后，第一驱动组件13驱动第一挡板111回转。
43.一实施例中，当环境温度低于或等于预定值，控制方法还包括对底板12和过滤组件11进行加热。
44.也就是说，设置环境温度低于预定值时，或设置环境温度降低至预定值后，通过对底板12和过滤组件11加热提高温度，以避免水分冷凝聚集后分离出气流，从而混入油中。
45.一些实施例中，也可以仅对底板12进行加热，或仅对过滤组件11进行加热。
46.一实施例中，请参阅图1，第一驱动组件13包括驱动电机131和传动件132，油气分离器10包括间隔设置在底板12上的多个过滤组件11，各过滤组件11的第一挡板111通过传动件132传动连接。
47.具体地，传动件132为能够传递动力的组件。可以将驱动电机131的驱动力传递到各第一挡板111，使得各第一挡板111同步转动。由此，可以设置多个过滤组件11进行油气分离，能够在加强分离效果同时，保证水滴随气流流动以和油分离开来。
48.需要说明的是，驱动电机131可以驱动传动件132运转，通过传动件132传动使得各第一挡板111同步转动，根据需要也可以设置驱动电机131直接驱动一个第一挡板111转动，并通过传动组件将动力传递到其他第一挡板111，以带动其他第一挡板111转动。
49.一实施例中，请参阅图1，传动件132包括拉杆1321以及与第一挡板111一一对应的连接杆1322，各连接杆1322的一端与拉杆1321转动连接，另一端与对应的第一挡板111固定连接。
50.示例性地，驱动电机131通过驱动一个连接杆1322转动以带动与之对应的第一挡板111转动，并通过拉杆1321带动其他各连接杆1322转动，从而使得各第一挡板111同步转动。
51.一具体实施例中，驱动电机131直接驱动第一挡板111转动，并通过拉杆1321和连接杆1322的传动配合，带动各第一挡板111同步转动。
52.可以理解的是，连接杆1322可以为曲柄或其他能起到连接及传动作用的杆件，各连接杆1322均连接在同一根拉杆1321上，连接杆1322与拉杆1321可以通过销、转轴、轴承及其他能起到支撑两者旋转的结构实现转动连接。
53.一实施例中，请参阅图1，第一挡板111包括板体1111以及与板体1111连接的连接轴1112，连接杆1322与各第一挡板111的连接轴1112一一对应固定连接，驱动电机131与其中一个第一挡板111的连接轴1112驱动连接。
54.具体地，连接轴1112为销、转轴及其他能够起到板体1111转动的结构。驱动电机131通过直接驱动一个连接轴1112转动，并通过连接杆1322和拉杆1321的传动配合，带动各第一连接轴1112及板体1111同步转动。
55.一些实施例中，驱动电机131与其中一个连接杆1322驱动连接，即通过驱动一个连接杆1322转动，并结合连接杆1322和拉杆1321的传动配合，实现各第一挡板111的转动。
56.一实施例中，油气分离器10还包括加热件，底板12和过滤组件11上设置有加热件。
57.具体地，加热件可以为加热电阻或其他能够起到加热效果的组件。通过加热件对底板12和过滤组件11进行加热，可以提高油气分离器10的温度，在环境温度较低时，能够避免气流中的水碰到低温的过滤组件11后冷凝并跟随油滴进入油底壳中。
58.一些实施例中，也可以仅在底板12上设置加热件，或仅在过滤组件11上设置有加热件。
59.一实施例中，油气分离器10还包括壳体，壳体盖设在底板12上，以使底板12与壳体共同围设出具有第一进气口和第一出气口的第一气流通道，过滤组件11位于第一气流通道内。
60.也就是说，可以是油气分离器10本身具有壳体，通过壳体和底板12共同围设出第一气流通道，气流从第一进气口流入，沿着第一气流通道流动，并流经过滤组件11，从第一出气口流出，气流中的油聚集成油滴通过第一挡板111从气流中分离出来，气流中的水沿气流流动方向流动。
61.可以理解的是，过滤件112与第一气流通道垂直设置能够增大气流通过的面积，并可以提高过滤件112的聚集效果。
62.一具体实施例中，底板12与壳体通过螺栓15连接，以共同形成具有第一进气口和第一出气口的第一气流通道。
63.一实施例中，油气分离器10还包括位于第一气流通道内的第二挡板，第二挡板与过滤组件11间隔设置，且与底板12之间形成过流间隙，第二挡板与壳体固定连接。
64.也就是说，油气分离器10可以采用迷宫式的结构，在壳体的靠近底板12的一侧同样设置固定的第二挡板，第二挡板与过滤组件11交叉设置能够改变气流的流向，有效增强流动路程，可以提高油滴的分离效果。
65.一些实施例中，第二挡板与壳体转动连接，油气分离器10还包括第二驱动组件，第二驱动组件驱动第二挡板相对壳体转动。
66.也就是说，壳体内侧的第二挡板也可以通过设置第二驱动组件驱动其转动，以减弱水滴的分离效果，避免水滴跟随油滴一起从气流中分离出来，导致机油乳化。
67.一具体实施例中，第二驱动组件与第一驱动组件13具有相同的结构。
68.一实施例中，气缸罩盖和底板12共同围设出具有第二进气口和第二出气口的第二气流通道，过滤组件11位于第二气流通道内。
69.具体地，底板12也可以与气缸罩盖围设形成第二气流通道，气流从第二进气口流入，沿着第二气流通道流动，并流经过滤组件11，从第二出气口流出，以分离油滴。
70.一具体实施例中，底板12通过螺栓15固定在气缸罩盖上，以共同形成具有第二进气口和第二出气口的第二气流通道。
71.一实施例中，发动机还包括位于第二气流通道内的第三挡板，第三挡板与过滤组件11间隔设置，且与底板12之间形成过流间隙，第三挡板与气缸罩盖固定连接。
72.具体地，可以通过在气缸罩盖上设置固定的第三挡板与过滤组件11配合，从而形成迷宫式结构，以提高油滴分离效果。
73.此外，一些实施例中，第三挡板与气缸罩盖转动连接，油气分离器10还包括第三驱动组件，第三驱动组件驱动第三挡板相对气缸罩盖转动。
74.也就是说，也可以是设置可转动的第三挡板，并通过第三驱动组件驱动第三挡板转动，从而在保证油滴分离效果的同时，减弱水滴的分离效果。
75.一具体实施例中，第三驱动组件与第一驱动组件13具有相同的结构。
76.上述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。