一种旋转式油气分离器
技术领域
本发明涉及曲轴箱通风系统油气分离器技术领域，尤其涉及一种旋转式油气分离器。
背景技术
随着国六排放法规的颁布实施，曲轴箱通风系统的排放计入了整车排放测试项目，其排出的气体对整车排放的颗粒物(PM)和粒子数量(PN)有重要的影响，因此曲轴箱通风气体需要通过油气分离器的过滤，拦截其中的颗粒物，减少粒子数量来达到减轻整车排放的负担，满足国六的排放标准。
传统的油气分离器存在两大弊端：1、效率不够高，无法满足更高的过滤效率，从而满足更高的排放要求；2、本身阻力大，容易增加发动机的曲轴箱压力，提高了发动机的密封性负荷。
所以，亟需一种旋转式油气分离器以解决上述问题。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种旋转式油气分离器，具有较高的过滤效率和较低的阻力。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种旋转式油气分离器，包括壳体和设置于所述壳体上的进口、出口和出油口，还包括：
转轴，穿设于所述壳体内，与所述壳体转动连接；
驱动轮，设置于所述壳体外，与所述转轴连接，所述驱动轮能被液体驱动；
滤芯总成，设置于所述进口和所述出口之间，与所述转轴连接，包括一次滤芯和二次滤芯，由所述进口进入的气体能经由所述一次滤芯进入所述滤芯总成和所述壳体内壁之间的间隙并流出所述出口，所述间隙内的部分气体还能经由所述二次滤芯后再流出所述出口，气体中的机油沿所述壳体的内壁流下并由所述出油口流出。
作为一种旋转式油气分离器的优选方案，所述进口与所述壳体同轴设置，且与所述壳体一体成型。
作为一种旋转式油气分离器的优选方案，所述转轴的一端凸设于所述壳体，所述驱动轮与凸设于所述壳体的所述转轴的一端连接，所述驱动轮的周向设置有叶片，所述叶片设置为半环形，半环形的所述叶片的内壁和外壁同心设置。
作为一种旋转式油气分离器的优选方案，所述一次滤芯包括由所述进口至所述二次滤芯依次叠放的顶片和至少两片中间片，所述二次滤芯包括由所述一次滤芯至所述出口依次叠放的次底片和底片；
气体能经由所述顶片和所述中间片、相邻两片所述中间片、所述中间片和所述次底片上部，部分气体能经由所述次底片下部和所述底片。
作为一种旋转式油气分离器的优选方案，所述顶片、所述中间片、所述次底片和所述底片均设置有通孔，所述转轴穿设于所述通孔内，所述通孔上还设置有限位槽。
作为一种旋转式油气分离器的优选方案，所述中间片、所述次底片和所述底片靠近所述进口的一端均设置有第一筋；
所述中间片和所述次底片靠近所述出口的一端均设置有第二筋；
相邻的所述第一筋和所述第二筋之间设置有过滤通道，气体能通过所述过滤通道。
作为一种旋转式油气分离器的优选方案，所述第一筋包括沿所述通孔周向设置的第一环形筋和沿所述通孔的径向设置的径向筋；
所述第二筋包括沿所述通孔周向设置的第二环形筋和沿所述通孔的径向设置且与所述径向筋配合的径向槽。
作为一种旋转式油气分离器的优选方案，所述出油口设置于所述壳体的底板上，所述转轴通过轴承转动连接于所述出油口，过滤出的机油通过所述轴承流出所述出油口。
作为一种旋转式油气分离器的优选方案，还包括滤芯底座，穿设于所述转轴上，所述滤芯底座与所述底板之间设置有出油孔。
作为一种旋转式油气分离器的优选方案，所述滤芯底座上还设置有与所述出口连通的出气孔和与所述间隙以及所述出气孔均连通的进气窗口。
本发明的有益效果为：通过设置二次滤芯，使部分气体能进行二次过滤，进一步提高了旋转式油气分离器的过滤效率。同时采用驱动轮带动转轴和滤芯总成转动，使通过进口进入壳体内的气体能快速经过一次滤芯以及二次滤芯的过滤，不仅大大提高了过滤效率，而且具有较低的阻力，不会过多增加发动机曲轴箱的压力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式提供的旋转式油气分离器的示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的旋转式油气分离器的剖视图；
图3是图2中A处的局部放大示意图；
图4是本发明具体实施方式提供的驱动轮的背视图；
图5是本发明具体实施方式提供的滤芯底座的示意图；
图6是本发明具体实施方式提供的顶片的示意图；
图7是本发明具体实施方式提供的中间片的正视图；
图8是本发明具体实施方式提供的中间片的背视图；
图9是本发明具体实施方式提供的次底片的正视图；
图10是本发明具体实施方式提供的次底片的背视图；
图11是本发明具体实施方式提供的底片的示意图。
图中：
1-壳体；11-进口；12-出口；13-间隙；14-底板；15-轴承；16-罩壳；
2-转轴；
3-驱动轮；31-叶片；32-轮本体；33-减重槽；
41-顶片；42-中间片；43-次底片；44-底片；45-通孔；451-限位槽；46-轮辐；471-第一环形筋；472-径向筋；481-第二环形筋；482-径向槽；483-第二径向筋；49-过滤通道；
5-滤芯底座；51-出油孔；52-出气孔；53-进气窗口。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图11所示，本实施方式提供一种旋转式油气分离器，该旋转式油气分离器包括壳体1和设置于壳体1上的进口11、出口12和出油口，还包括转轴2、驱动轮3和滤芯总成，其中转轴2穿设于壳体1内，与壳体1转动连接；驱动轮3设置于壳体1外，与转轴2连接，驱动轮3能被液体驱动；滤芯总成设置于进口11和出口12之间，与转轴2连接，包括一次滤芯和二次滤芯，由进口11进入的气体能经由一次滤芯进入滤芯总成和壳体1内壁之间的间隙13并流出出口12，间隙13内的部分气体还能经由二次滤芯后再流出出口12，气体中的机油沿壳体1的内壁流下并由出油口流出。
通过设置二次滤芯，使部分气体能进行二次过滤，进一步提高了旋转式油气分离器的过滤效率。同时采用驱动轮3带动转轴2和滤芯总成转动，使通过进口11进入壳体1内的气体能快速经过一次滤芯以及二次滤芯的过滤，不仅大大提高了过滤效率，而且具有较低的阻力，不会过多增加发动机曲轴箱的压力。
于本实施例中，进口11与壳体1同轴设置，且与壳体1一体成型，无需焊接和装配，减少了零件数量，提高了装配效率。具体地，壳体1包括相互扣合的罩壳16与底板14，进口11与罩壳16一体成型，出口12设置于罩壳16靠近底板14的侧壁，出油口设置于壳体1的底板14上，转轴2通过轴承15转动连接于出油口。
进一步地，转轴2的一端凸设于壳体1的底板14，驱动轮3与凸设于壳体1的转轴2的一端连接，便于液体对壳体1的驱动。用于驱动驱动轮3的液体可以为发动机机油或者发动机冷却液。驱动轮3可以采用非金属材料制作，能有利于减轻自身重量，便于被液体驱动，采用非金属材料制作的驱动轮3可以使用螺栓与转轴2进行连接；驱动轮3还可以采用金属材料制作，采用金属材料制成的驱动轮3可以采用焊接的形式与转轴2进行连接。驱动轮3包括轮本体32和沿轮本体32的周向设置的叶片31，为减轻驱动轮3的自身重量，轮本体32上设置有减重槽33，避免因其重量过大带来的所需启动力矩过大的问题。
优选地，叶片31设置为半环形，半环形的叶片31的内壁和外壁同心设置，便于叶片31的加工。叶片31的内壁与外壁的连线与驱动驱动轮3的液体流向方向相同，即保证驱动驱动轮3的液体能更多地作用于叶片31的内壁，以使驱动轮3能高速旋转，进而带动转轴2和滤芯总成高速旋转，提高旋转式油气分离器的过滤效率。叶片31的半环形的角度可以根据理论计算或采用计算机辅助工程分析确定，具体计算和分析过程为现有技术，在此不做赘述。
具体地，出油口设置于壳体1的底板14上，转轴2通过轴承15转动连接于出油口，如图5所示，旋转式油气分离器还包括穿设于转轴2上的滤芯底座5，滤芯底座5与第二滤芯远离第一滤芯的一端连接，滤芯底座5与底板14之间还设置有出油孔51。来自于曲轴箱的混合气体内的机油颗粒会与一次滤芯进行撞击，其中的油滴就会聚集在一次滤芯的表面，在重力的作用下，落到一次滤芯的底部，在转轴2的高速旋转带动滤芯总成产生的离心力的作用下，油滴会被甩到在罩壳16的内壁，然后沿罩壳16的内壁流下至底板14上，最后过滤出的机油通过出油孔51流至轴承15，并从轴承15的内圈和外圈之间的空隙流出出油口。
进一步地，滤芯底座5上还设置有与出口12连通的出气孔52和与间隙13以及出气孔52均连通的进气窗口53。经过一次滤芯过滤后的气体会流入间隙13，处于间隙13的气体会通过进气窗口53进入滤芯底座5内部，处于滤芯底座5内部的气体则会通过出气孔52进入出口12，排出旋转式油气分离器。
值得说明的是，二次滤芯与出油孔51连通，当有部分未被过滤完全的气体随机油流入出油孔51后，这部分气体会进入二次滤芯进行二次过滤，经过二次过滤的气体再次进入间隙13，然后依次通过进气窗口53和出气孔52从出口12流出，经过二次过滤的气体过滤效果更好。通过流体仿真技术对旋转式油气分离器进行分析，二次滤芯对部分未被过滤完全的气体进行了过滤，有效地提高了旋转式油气分离器的过滤效率。其中流体仿真技术为现有技术，具体分析过程在此不再赘述。
于本实施例中，如图6-图11所示，一次滤芯包括由进口11至二次滤芯依次叠放的顶片41和至少两片中间片42，二次滤芯包括由一次滤芯至出口12依次叠放的次底片43和底片44；气体能经由顶片41和中间片42、相邻两片中间片42、中间片42和次底片43，部分气体能经由次底片43和底片44。
值得说明的是，中间片42的数量本领域技术人员可以根据发动机曲轴箱的窜气量和旋转式油气分离器的阻力来综合确定，一般中间片42的片数在2-50片之间，在此不做具体限定。
具体地，为实现滤芯总成与转轴2的连接，顶片41、中间片42、次底片43和底片44均设置有通孔45，转轴2穿设于通孔45内。为使滤芯总成能与转轴2一同转动，通孔45上还设置有限位槽451，以实现顶片41、中间片42、次底片43、底片44与转轴2之间的周向限位。
为提高一次滤芯的使用效率，顶片41和中间片42上设置有轮辐46，气体能通过轮辐46进入顶片41和中间片42、相邻两片中间片42之间被过滤，有利于提高一次滤芯的过滤效率。
为实现一次滤芯和二次滤芯的安装以及对气体的过滤，中间片42、次底片43和底片44靠近进口11的一端设置有第一筋；中间片42和次底片43靠近出口12的一端设置有第二筋；相邻的第一筋和第二筋之间设置有过滤通道49，气体能通过过滤通道49。
值得说明的是，由于顶片41的作用是压紧中间片42、次底片43和底片44，气体通过较少，所以，为简化结构，顶片41靠近出口12的一面未设置有第二筋。底片44靠近出口12的一面与滤芯底座5抵接，不用于对气体的二次过滤，所以未设置第二筋。
进一步地，第一筋包括沿通孔45周向设置的第一环形筋471和沿通孔45的径向设置的径向筋472；第二筋包括沿通孔45周向设置的第二环形筋481和沿通孔45的径向设置且与径向筋472配合的径向槽482。
相互扣合的顶片41、中间片42、次底片43和底片44之间相邻的第一环形筋471和第二环形筋481、径向筋472和径向槽482之间形成上述过滤通道49，且形成的该过滤通道49具有较多弯折，有利于延长过滤通道49的长度，使气体在过滤通道49中过滤较长时间，能有效提高过滤效果。
于本实施例中，次底片43靠近出口12的一面除第二环形筋481外，还设置有第二径向筋483，而未设置有径向槽482，安装时，次底片43的第二径向筋483与底片44的径向筋472沿周向抵接，一方面用于对气体的二次过滤，另一方面还能辅助转轴2的动力传递。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
