本發(fā)明涉及一種用于對內(nèi)燃機的竄漏氣體(blow-by gas)中的油顆粒(oil particles)進行分離的油分離器(oil separator)。尤其是涉及一種用于分離粒徑比較大的油顆粒的油分離器。

背景技術(shù)：

在汽車的發(fā)動機等中，從活塞與氣缸的間隙漏出到曲軸箱內(nèi)的竄漏氣體含有大量的碳氫化合物(HC)。碳氫化合物是光化學煙霧的誘因物質(zhì)，因此，正在普及一種不將竄漏氣體排放到大氣中，而使其返回吸氣系統(tǒng)與混合氣體一起再次燃燒的還原方式。另外，由于在竄漏氣體中含有被微?；臋C油，因此，期望將該油分離并使其返回發(fā)動機。作為將竄漏氣體中的油顆粒分離的機構(gòu)，已知有各種方式(慣性碰撞式、迷宮式和旋風式等)的油分離器。

在所謂的慣性碰撞式的油分離器中，在其內(nèi)部設置有用于遮擋竄漏氣體的流動的碰撞板。當竄漏氣體與碰撞板相碰撞時，其中的油顆粒通過其慣性而附著于碰撞板，從而被捕集。例如，專利文獻1中記載了這樣的慣性碰撞式的油分離器。在油分離器上，安裝有堵塞流路的開口部的板簧，該板簧呈懸臂狀來支承。通過該板簧進行彈性變形，在開口部與板簧之間產(chǎn)生間隙，竄漏氣體通過該間隙時被加速。之后，被加速的竄漏氣體與設置于下游側(cè)的壁相碰撞，因此，竄漏氣體所包含的油顆粒通過慣性作用而附著于壁，由此被捕集。該方式中，竄漏氣體以高速與壁相碰撞，因此，即使是粒徑比較小的油顆粒，也能夠捕集。

在所謂的迷宮式的油分離器中，設置有隔板，竄漏氣體的流路成為迷宮狀。因此，油顆粒的浮游距離變長，從而油顆粒由于自重而落下，并且，竄漏氣體變向時，油顆粒由于其慣性與隔板相碰撞而被捕集，由此油顆粒從竄漏氣體分離。這樣，迷宮式的油分離器還具有慣性碰撞式的油捕集機構(gòu)。例如，在專利文獻2中，記載有這樣的迷宮式的油分離器。在該油分離器中，從形成迷宮狀的流路的壁立設有多個突出片。竄漏氣體中的油顆粒與這些突出片相碰撞而被捕集。通過設置突出片來增加油顆粒碰撞的部分，以此來提高油的分離效率。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1:德國發(fā)明專利授權(quán)特許第10362162號說明書

專利文獻2:日本發(fā)明專利公開公報特開2007-100567號

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(發(fā)明要解決的問題)

然而，專利文獻1所記載的油分離器適合捕集粒徑比較小的油顆粒，但當竄漏氣體中存在粒徑比較大的油顆粒時，由于用于使竄漏氣體加速的間隙狹窄，因此，可能粒徑比較大的油顆粒附著于用于形成該間隙的板簧等而造成動作不良。因此，優(yōu)選與事先將粒徑比較大的油顆粒分離的預先處理油分離器(pre oil separator)并用。

與此相對，專利文獻2所記載的油分離器中，即使竄漏氣體含有粒徑比較大的油顆粒，造成動作不良的可能也會較低。但是，即使將這樣的油分離器作為預先處理油分離器來使用，也無法將粒徑比較大的油顆粒完全分離。

本發(fā)明是鑒于這樣的現(xiàn)有技術(shù)的問題而完成的，其主要目的在于，提供一種提高粒徑比較大的油顆粒的分離效率的油分離器。

(解決問題所采用的方案)

本發(fā)明所涉及的油分離器的一個技術(shù)方案是一種將內(nèi)燃機的竄漏氣體中的油分離的油分離器(2)，其特征在于，具有竄漏氣體的流路，該竄漏氣體的流路包含上游側(cè)流路(18)和下游側(cè)流路(20)，所述下游側(cè)流路鄰接于所述上游側(cè)流路的下游側(cè)，并且，具有使通過所述上游側(cè)流路的竄漏氣體的流動進行變向的分離壁(36)，所述分離壁具有第1表面(40、78)和第2表面(42)，其中，第1表面與所述上游側(cè)流路相向，第2表面鄰接于所述第1表面的下游側(cè)，由向相對于所述上游側(cè)流路大致呈直角的方向延伸的平面構(gòu)成，所述第1表面由比所述第2表面的延長面更靠近所述上游側(cè)流路的平面或凹狀曲面構(gòu)成。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第1表面使竄漏氣體的流動平滑地變向為沿第2表面的方向，因此，油顆粒通過慣性而與分離壁相碰撞，能夠提高對粒徑比較大的油顆粒的分離效率。該結(jié)構(gòu)尤其適合作為預分離器，該預分離器是針對分離粒徑比較小的油顆粒的后分離器來使用的。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案的特征為：在上述結(jié)構(gòu)的基礎上，所述上游側(cè)流路通過一對側(cè)壁(26)、后壁(28)和前壁(30)形成，一對側(cè)壁具有彼此相向的側(cè)表面，后壁延伸至所述分離壁，前壁具有相對于所述分離壁隔開間隙而面對的頂端，構(gòu)成所述第1表面和所述第2表面的交界的交界線(44)被配置在所述分離壁的、與所述前壁的后表面(32)的延長面的相交線的下游側(cè)。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，基于第1表面的竄漏氣體的流動的變向變得更平滑，因此，能夠減少從上游側(cè)流路到下游側(cè)流路的竄漏氣體的壓力損失，并且能夠提高油的分離效率。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案的特征為：在上述結(jié)構(gòu)的基礎上，所述上游側(cè)流路沿上下方向延伸，設置于所述上游側(cè)流路下方的所述分離壁的所述第2表面被設置為：大致水平或者越朝向下游而越略微向下方傾斜。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，被分離的油不會向與竄漏氣體的流動相反的方向流動，因此，能夠減少再次被收入竄漏氣體。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案的特征為：在上述結(jié)構(gòu)的基礎上，還具有排出部(24)，所述排出部鄰接設置于所述第2表面的下游側(cè)，以使在所述分離壁中從所述竄漏氣體分離出的油回流至曲軸箱。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠快速地將分離出的油從竄漏氣體的流路排出。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案的特征為：在上述結(jié)構(gòu)的基礎上，形成有臺階面(52)，該臺階面被配置在所述排出部的下游側(cè)，與所述第2表面的延長面大致垂直，且比所述第2表面更向所述下游側(cè)流路的內(nèi)側(cè)突出。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠由臺階面來分離沒有被分離壁分離的粒徑比較大的油，由此，能夠提高粒徑比較大的油的捕集效率。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案的特征為：在上述結(jié)構(gòu)的基礎上，所述臺階面被設置于所述排出部的正下游位置的上方。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒈慌_階面分離的油通過自重而從竄漏氣體的流路排出。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的油分離器的俯視圖。

圖2是圖1中的Ⅱ-Ⅱ線的剖視圖。

圖3是本發(fā)明的實施方式所涉及的油分離器的主要部分的放大剖面圖。

圖4是本發(fā)明的實施方式所涉及的油分離器的概念圖。

圖5是本發(fā)明的變形實施方式所涉及的油分離器的概念圖。

具體實施方式

下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。在說明時，表示方向的術(shù)語按照附圖中所示的方向。

在設置于未圖示的汽車發(fā)動機的竄漏氣體還原裝置中，油分離器2作為用于分離竄漏氣體中的油(油顆粒)的機構(gòu)來使用。油分離器2與發(fā)動機上部的蓋罩(head cover)一體設置或者分體設置。

參照圖1和圖2，油分離器2具有殼體4，在殼體4內(nèi)，從左側(cè)(上游側(cè))向右側(cè)(下游側(cè))依次形成有：導入口6，其導入竄漏氣體；預分離器部(pre-separator unit)8，其用于分離粒徑比較大的油顆粒；后分離器部(post-separator unit)10，其用于分離粒徑比較小的油顆粒；和導出口12，其將竄漏氣體向外部導出。并且，在殼體4內(nèi)形成有油回流機構(gòu)14，該油回流機構(gòu)14用于使被預分離器部8和后分離器部10捕集到的油回流至未圖示的曲軸箱。殼體4由合成樹脂材料或金屬形成，具有大致箱型的外形。

導入口6與曲軸箱連通，用于將曲軸箱內(nèi)的竄漏氣體導入預分離器部8。

預分離器部8具有：導入部16，其從導入口6接收竄漏氣體；上游側(cè)流路18，其將來自導入部16的竄漏氣體向規(guī)定方向加速；下游側(cè)流路20，其用于使油顆粒從被加速的竄漏氣體分離；連通部(communication part)22，其將來自下游側(cè)流路20的竄漏氣體向后分離器部10引導；和排出部(drain)24，其構(gòu)成預分離器部8側(cè)的油回流機構(gòu)14。預分離器部8的竄漏氣體的流路由一對殼體側(cè)壁26、和設置于一對殼體側(cè)壁26間的多個固定壁來界定。

參照圖3，上游側(cè)流路18通過在一對殼體側(cè)壁26之間設置后壁28和前壁30來形成。后壁28以其壁面大致朝向前后方向的方式，從前后殼體4的底面朝上方大致鉛垂地突出設置。后壁28的頂端相對于殼體4的上壁內(nèi)表面隔開間隙而與其相面對。前壁30被配置于后壁28的前側(cè)，即被配置于竄漏氣體的流動的水平方向上的下游側(cè)，以其壁面大致朝向前后方向的方式，從殼體4的上壁的內(nèi)表面朝下方大致鉛垂地突出設置。后壁28的頂端側(cè)和前壁30的頂端側(cè)彼此相向。形成上游側(cè)流路18的一內(nèi)表面的前壁30的后表面32為平面，且大致鉛垂設置，但也可以以越朝向下方越略微向前方傾斜的方式設置。通過一對殼體側(cè)壁26、后壁28的頂端側(cè)和前壁30的頂端側(cè)形成的方形環(huán)狀流路形成狹窄部34，該狹窄部34比與其緊鄰的上游側(cè)和下游側(cè)的流路狹窄。

下游側(cè)流路20與上游側(cè)流路18的下端側(cè)相鄰。下游側(cè)流路20通過分離壁36來形成其一部分，其中，分離壁36用于使通過上游側(cè)流路18的竄漏氣體的流動大致呈直角進行變向。分離壁36以其壁面大致朝向上方的方式，從后壁28的前表面38的中間部向前方延伸設置。分離壁36的延伸設置方向大致與后壁28垂直。分離壁36的上表面相對于前壁30的頂端隔開間隙而與其相面對。分離壁36的上表面由上游側(cè)的第1表面40和下游側(cè)的第2表面42構(gòu)成。

分離壁36的第1表面40為平面，相對于上游側(cè)流路18呈鈍角。即，分離壁36的第1表面40相對于前壁30的后表面32的延長面以及相對于后壁28的前表面38所成的、并且位于相交線的下游側(cè)方向的角為鈍角。另外，第1表面40延伸到其與前壁30的后表面32的延長面的相交線的下游側(cè)。即，第1表面40與第2表面42的交界線44位于分離壁36與前壁30的后表面32的延長面的相交線的下游側(cè)。分離壁36的第2表面42為平面，鄰接于第1表面40的下游側(cè)。第2表面42呈大致水平配置，但也可以以越朝向前方，越略微向下的方式傾斜。另外，第1表面40和第2表面42所成的角為135°～177°左右。換言之，第2表面42的朝向上游側(cè)延伸的延長面與第1表面40所成的角為3°～45°。交界線44在與圖3的紙面垂直的方向呈直線狀延伸。因此，第2表面42的延長面與上游側(cè)流路18的延長方向大致垂直，第1表面40以比第2表面42的延長面更靠近上游側(cè)流路18的方式，相對于第2表面42彎曲。

在分離壁36的正下游位置的下方設置有排出部24，該排出部24用于使從竄漏氣體分離出的油回流至曲軸箱。排出部24呈筒形，且沿上下方向延伸。在排出部24的正下游位置，朝向上方立設有主表面與竄漏氣體的流路大致垂直的臺階壁(stepped wall)50。臺階壁50的上端側(cè)比分離壁36的第2表面42的延長面略微向上方突出，形成相對于第2表面42的臺階面(stepped surface)52(第2表面42與臺階面52整體構(gòu)成臺階狀)。臺階面52的上端比后壁28的頂端和前壁30的頂端低。排出部24通過平滑的壁面與第2表面42和臺階面52相連，并且被配置在附著于第2表面42和臺階面52的油通過竄漏氣體的流動或者自重而流入的位置。

以隔開間隙來容納排出部24的下端側(cè)的方式設置有凹部54。容納從凹部54溢出的油并使其返回曲軸箱的槽56與凹部54相鄰設置。凹部54和槽56被配置為彼此的上部開口面為同一高度。

連通部22形成于臺階面52的下游側(cè)，是用于使竄漏氣體向后分離器部10流動的流路。連通部22由與臺階面52相鄰而向下游側(cè)延伸的底壁58、和前壁30前側(cè)的殼體4的上壁等來界定。底壁58的上表面以越朝向前方越略微向下的方式傾斜。

另外，在導入部16和連通部22分別設有輔助排出部(sub drains)60、輔助排出部62，輔助排出部60、輔助排出部62用于排出在導入部16或連通部22被分離的油。后壁28從導入部16的輔助排出部60的正下游位置朝上方立設。連通部22的輔助排出部62被配置在底壁58的前方。輔助排出部60、輔助排出部62與排出部24同樣，呈筒形且沿上下方向延伸，其下端側(cè)被凹部54以隔開間隙的方式容納。容納輔助排出部60、輔助排出部62的凹部54也與槽56相鄰。

后分離器部10接收通過預分離器部8的竄漏氣體，主要將比被預分離器部8分離的油顆粒的粒徑小的油顆粒從竄漏氣體分離。

如圖2所示，在后分離器部10中，形成有對流路進行分支的、4個并列的分支流路，對各分支流路設有大致相同結(jié)構(gòu)的小徑油顆粒除去機構(gòu)64。竄漏氣體在小徑油顆粒除去機構(gòu)64中大致從上方朝下方流動。分支流路再次連通于一條流路，因此，通過小徑油顆粒除去機構(gòu)64的竄漏氣體合流而成為一個氣流。

參照圖2，小徑油顆粒除去機構(gòu)64具有沿上下方向延伸的氣缸66、在氣缸66內(nèi)上下移動的閥芯68、以可使閥芯68上下移動的方式來支承的支承體70、和將閥芯68向上方施力的彈簧機構(gòu)72。另外，作為油回流機構(gòu)14的回收槽74被設置于小徑油顆粒除去機構(gòu)64的下方。

接著，對油分離器2的作用效果進行說明。如圖4所示，在預分離器部8中，主要由分離壁36和臺階面52將竄漏氣體中的油顆粒分離。圖4中的箭頭表示竄漏氣體的流動。

從導入部16流入上游側(cè)流路18的竄漏氣體被狹窄部34加速，朝向下方、或者略微朝向斜前方的下方流動。雖然理論上沒有限定，但由于存在相對于上游側(cè)流路18和分離壁36的第2表面42呈鈍角的第1表面40，因此，認為竄漏氣體在大致維持其流速的狀態(tài)下，不會打亂其流動，而是平滑地使其流動的方向變向為沿第2表面42的方向。此時，由于粒徑比較大的油顆粒的質(zhì)量比竄漏氣體的其他成分的質(zhì)量大，因此，由于慣性作用，粒徑比較大的油顆粒比其他成分更容易朝向下方。因此，粒徑比較大的油顆粒與第2表面42相碰撞而被捕集，由此從竄漏氣體分離。被第2表面42分離的油A被竄漏氣體的流動帶動，或者由于自重而流入排出部24。

其次，對于沿第2表面42流動的竄漏氣體而言，由于在其下游存在臺階面52，因此，其流動方向向上方傾斜。在此，由于沒有被分離壁36完全分離的粒徑比較大的油顆粒的質(zhì)量比竄漏氣體的其他成分的質(zhì)量大，因此，由于慣性作用，粒徑比較大的油顆粒與臺階面52相碰撞而被捕集，由此從竄漏氣體分離。被臺階面52分離的油B由于自重而流入排出部24。

被第2表面42和臺階面52捕集的油A、B從排出部24經(jīng)由凹部54和槽56回流至曲軸箱。另外，通過與現(xiàn)有技術(shù)的迷宮式的油分離器同樣的作用，在導入部16和連通部22，油也附著于壁面，另外，通過油顆粒的自重，將竄漏氣體中的油顆粒分離，分離出的油經(jīng)由輔助排出部60、輔助排出部62、凹部54和槽56而回流至曲軸箱。

如圖2所示，在后分離器部10中，若曲軸箱側(cè)的壓力與吸氣系統(tǒng)側(cè)的壓力的壓差變大，則當該壓差超過彈簧機構(gòu)72的加載力時，閥芯68向下方移動，閥芯68的上側(cè)端面從氣缸66的上端側(cè)的肩面離開，將竄漏氣體的流路敞開。

通過閥芯68的上側(cè)端面和氣缸66的上端側(cè)的肩部之間的高速竄漏氣體與氣缸66內(nèi)周面相碰撞。在此碰撞的竄漏氣體遠比預分離器部8的竄漏氣體高速，因此，粒徑比較小的油顆粒通過慣性作用，被氣缸66內(nèi)周面捕集。通過氣缸66的竄漏氣體朝向?qū)С隹?2。被氣缸66的內(nèi)周面捕集的油落入下方的回收槽74，回流至曲軸箱。

在預分離器部8中，目的在于將粒徑比較大的油顆粒分離，因此，狹窄部34的寬度遠比可能發(fā)生油堵塞的寬度寬。另外，預分離器部8只通過固定壁來界定竄漏氣體的流路，因此，不會由于是活動部件而發(fā)生動作不良。恰當?shù)卦O定有關(guān)狹窄部34、分離壁36和臺階面52的尺寸和位置關(guān)系，由此，能夠大致完全將規(guī)定粒徑以上的油顆粒從竄漏氣體分離。另外，狹窄部34、分離壁36和臺階面52在預分離器部8只設置一處，就能夠大致完全將規(guī)定粒徑以上的油顆粒從竄漏氣體分離。因此，能夠減少竄漏氣體的壓力損失，并且，能夠縮短竄漏氣體的流路而使油分離器2小型化。

粒徑比較大的油顆粒被預分離器部8捕集，因此，在后分離器部10中被捕集的油顆粒只有粒徑比較小的油顆粒。因此，即使用于使竄漏氣體加速的流路變窄，也能夠避免或者減少油堵塞。

接著，參照圖5，對本發(fā)明的變形實施方式進行說明。當進行說明時，與上述實施方式共同的結(jié)構(gòu)省略說明，標注同一標記。在變形實施方式中，相對于上述實施方式，只有分離壁76的第1表面78的形狀不同。

第1表面78由曲面構(gòu)成，該曲面相對于連結(jié)其與后壁28的交界線80和其與第2表面42的交界線44的平面，呈凹進狀。圖5所示的截面中，第1表面78的在其與后壁28的交界線80處的朝向下游側(cè)的切線相對于上游側(cè)流路18(參照圖3)呈鈍角。第1表面78的在其與第2表面42的交界線44處的切線大致與第2表面42的延伸方向一致。

在本變形實施方式中，雖然理論上沒有限制，但第1表面78相對于上游側(cè)流路18呈鈍角，與第2表面42平滑地連接，因此，認為竄漏氣體在維持其流速的狀態(tài)下，不打亂其流動，而是平滑地使其流動的方向變向為沿第2表面42的方向。此時，粒徑比較大的油顆粒的質(zhì)量比竄漏氣體的其他成分的質(zhì)量大，因此，由于慣性作用，粒徑比較大的油顆粒容易朝向其他的成分的下方，與第2表面42相碰撞而被捕集。

以上對具體的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式，能夠大幅度地進行變形來實施。例如，也可以將預分離器部單獨作為油分離器來使用。另外，油分離器并不限定于圖示的朝向，只要能夠通過自重或竄漏氣體的流動，使被分離的油流入排出部，就能夠改變其方向。另外，也可以不在上游側(cè)流路設置狹窄部，使從導入口到上游側(cè)流路的截面面積為大致一定。

附圖標記說明

2：油分離器；8：預分離器部；18：上游側(cè)流路；20：下游側(cè)流路；24：排出部；28：后壁；30：前壁；32：前壁的后表面；36、76：分離壁；40、78：第1表面；42：第2表面；44：第1表面與第2表面的交界線；52：臺階面。