一种温差式曲轴箱气体分离回收装置的制作方法

1.本发明为一种温差式曲轴箱气体分离回收装置，属于汽车废气分离阀领域。


背景技术：

2.曲轴箱废气阀主要是为了分离曲轴箱中的机油蒸汽与燃料蒸汽，因为发动机内部爆燃时高压会使得部分未能充分燃烧的混合燃烧气体穿过气门孔进入到曲轴箱内，随后与曲轴箱与曲轴箱内的高温机油混合产生混合产生混合机油蒸汽，混合机油蒸汽会使得曲轴箱内产生高压，导致曲轴箱内压力过大，曲轴箱内压力过大会发生机油渗漏以及导致更多的机油渗入到燃烧室内参与燃烧，而机油属于长碳链有机物，燃烧室内的机油在不完全燃烧后会产生较多的烟雾和机油蒸汽，也会给排放带来较大的污染；而现在的汽车燃料除了汽油之外，还会添加一定量的乙醇、氢气等辅助燃料，乙醇、氢燃料会使得燃烧室的温度提升，也会提升排气的温度，且更多量的水蒸气的液化也会额外带来整个排气系统的温度；目前的废气阀结构，首先将机油混合蒸汽进行一定程度的分离后，将混合蒸汽与进汽系统一起重新喷入到燃烧室内进行燃烧，进而进行曲轴箱的泄压；现有技术中的废气阀均为注塑结构的单向导通阀结构，通过对橡胶材质膜片的控制，在曲轴箱压力过大或者进气歧管处于较大真空度时，通过压力打开废气阀，实现对曲轴箱内废气的抽取，降低曲轴箱内压力，使得废气可以进行二次燃烧，而在曲轴箱处于正常压力或进气歧管处于高速流量下时，废气阀会进行封闭，防止废气从进气系统前端排出，此外，现有的废气阀也通过旋风分离结构，对曲轴箱内产出的机油、汽油混合蒸汽进行分离，降低机油的耗损，也降低燃烧室内壁机油的沉积；现有技术中的废气阀为了保证灵敏度，其单向阀的膜片为橡胶材质，在目前的氢气、乙醇等混合燃料的使用场景下，很容易因为排气部分的高温，发生膜片的破损和变形，膜片破损后的废气阀，会导致过多的机油蒸汽进入到进气系统内，也会导致混合蒸汽进入到前端的节气阀结构中，此外还会使得分离的出的机油二次回流到废气管中；所以废气阀在损坏后，会使得排放物中空气污染物的含量增加，反而会提升内燃机对大气的污染。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的技术问题，提供一种温差式曲轴箱气体分离回收装置。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种温差式曲轴箱气体分离回收装置；包括：阀门外壳，阀门外壳顶端设置有旋转分离腔，阀门外壳下端设置回气腔，阀门外壳底部对应回气腔的下方布置回流口；在阀门外壳侧壁对应旋转分离腔的位置设置有混合废气进口，在阀门外壳侧壁对应回气腔的侧壁设置有空气管连接口；旋转分离腔，旋转分离腔为渐缩结构，旋转分离腔顶部的扩口端内壁布置有一个进风槽，进风槽布置于阀门外壳内壁，进风槽的环形内圈为开口结构，进风槽的环形外圈为
弧面结构，其中废气进口前端与进风槽内壁连通；回气腔，回气腔位于旋转分离腔底部的缩口端，回气腔为等径结构，回气腔的内侧壁还设置有一个排气槽，排气槽布置于阀门外壳内壁，排气槽的环形内圈为开口结构，排气槽的环形外圈为弧面结构，其中空气管连接口的前端与排气槽内壁连通，在所述空气管连接口内连接有调节阀；调节阀，调节阀包括调节阀壳体，在调节阀壳体内设置有真空腔和进气腔，真空腔的顶端设置有调压孔，调压孔连接进气歧管，进气腔的底端设置进气孔，进气孔连接到前述的空气管连接口，真空腔和进气腔之间通过挡环进行分隔，在调节阀壳体内设置有一个锥形结构的阀块，阀块前端移动至真空腔的调压孔位置时，阀块的侧壁与挡环的内壁接触，在阀块的锥形底部布置有一个推动板，推动板与进气腔内壁之间设置有排气间隙，推动板与挡环之间设置有回位弹簧；温差分离器，温差分离器包括一个渐缩结构的换热壳，换热壳顶部的扩口端与旋转分离腔的顶端密封固定，换热壳的缩口端的端部位于旋转分离腔的缩口端端部，换热壳的缩口端与旋转分离腔的缩口端之间设置有排气间隙；在换热壳的缩口端上还固定连接有等径结构的延伸到排气间隙内的引导壳，引导壳与换热壳的连接位置设置有一个与换热壳的弧面连续的节流面；导热器，导热器布置于换热壳的内壁，导热器的顶端包括一个贴合到换热壳内壁的导热壳，导热器的底端包括一个导热管，导热管的下端穿过回流口延伸至发动机的气门室内；压力阀，压力阀包括一个单向导流片，单向导流片布置于旋转分离腔与回气腔的交界位置，单向导流片为环形结构，单向导流片的中部设置有朝向回气腔凸起的导流部，压力阀片的环形中部与换热壳的底部外壁之间设置有导流间隙；压力阀还包括一个浮动阀片，在回流口的侧壁设置有环形的浮动凹槽，浮动阀片的外圈滑动连接于浮动凹槽内，在浮动凹槽的底边与浮动阀片之间设置有舒张弹簧；浮动阀片的内圈设置有朝向单向导流片凸起的弧面结构的折弯部，折弯部顶端的直径小于单向导流片的内径，浮动阀片的环形中部与引导壳的外壁之间设置有回流间隙；以及，泄压盖，泄压盖覆盖于阀门外壳对应旋转分离腔的顶端，泄压盖的中部设置泄压孔。
5.作为本发明的进一步改进，所述温差分离器的换热壳外壁面阵列布置有若干摩擦凸起；摩擦凸起可以增加换热壳外壁面的表面摩擦力，提升液化后机油的附着效率。
6.作为本发明的进一步改进，所述摩擦凸起包括若干环形阵列布置于换热壳外壁面的凸起棱，凸起棱沿换热壳的径向轴线布置，凸起棱的两端部延伸至换热壳外壁的轴向两端部；凸起棱可以扩大换热壳外壁面的面积，提升温度的传递效率，同时凸起棱也可以有效的提升换热壳外壁面的摩擦力，降低表面流速，提升附着效率，同时相比于整体布置摩擦凸起，纵向凸起棱可以可以降低纵向方向的摩擦力，保证机油的流动速率。
7.作为本发明的进一步改进，阀门外壳的顶端对应旋转分离腔的上沿设置有一个连接腔，换热壳的顶端设置有一个连接环，连接环密封固定到连接腔的环形内壁；连接环结构提升了换热壳的固定稳定性和密封效果。
8.作为本发明的进一步改进，泄压盖的底部设置有一个转接环，所述连接环的内圈
固定到转接环的外壁上，连接环的外圈镶嵌有若干组密封环，连接环通过密封环与连接腔内壁密封连接；泄压盖的外圈一体固定有一个第一连接套，第一连接套通过螺纹固定到阀门外壳的外侧壁上；泄压盖通过螺纹固定，而换热壳与泄压盖进行固定，可以方便的通过拆卸泄压盖实现对换热壳的拆除。
9.作为本发明的进一步改进，所述引导壳的顶端设置有一个第二连接套，第二连接套通过螺纹固定到换热壳的顶端外侧壁上；引导壳通过螺纹进行连接，可以增加附着有较多机油的引导壳的可维护性，降低使用成本。
10.作为本发明的进一步改进，所述引导壳的内部设置有环形的储热块，储热块的内圈与导热管的外壁导热接触。
11.作为本发明的进一步改进，所述引导壳的顶端设置有一个第三连接套，在换热壳的内壁设置有一个环形的连接座，第三连接套的外壁与连接座的内壁之间通过螺纹固定连接。
12.本发明的有益效果是：本发明不再依赖弹性膜片结构进行开启和关闭的控制，可以适应目前乙醇燃料、氢燃料燃烧时，燃烧室内更高的排气温度，不易因为高温而发生弹性失效或者破裂的情况。
13.本发明采用锥形结构的旋转分离腔配合以一个锥形结构的温差分离器，温差分离器会通过气门室内的机油进行加热，混合蒸汽在旋转分离腔内切向进入后，会高速旋转，因为机油蒸汽和汽油蒸汽分子比重不同，动能下降的速率不同，机油蒸汽的旋转路径会在重力的影响下，朝向锥形结构的旋转分离腔中部承抛物线移动，最终依附到锥形的温差分离器上，而锥形的温差分离器具有更大的附着面积，可以提升机油的回收效率，降低排放尾气中机油蒸汽等污染物的含量。
14.机油的蒸发温度比汽油、水蒸气更高，温差分离器的底部与机油循环管导热接触，使得温差分离器可以处于一定的工作温度，保证附着于汽油蒸汽和水蒸气不会再温差分离器表面液化附着，降低机油乳化的发生。
15.压力阀片与温差分离器底部之间的导流间隙可以使得分离后的汽油蒸汽通过压降以较高的流速通过，就可以使得汽油蒸汽可以稳定的排入到空气管连接口并随进气系统进入到燃烧室进行燃烧。
16.温差分离器底部的副回流间隙可以使得液化的机油可以稳定的进行回流，因为回流间隙本身间距较小，所以带来了极大的空气流阻，可以有效降低汽油蒸汽和水蒸气穿过回流间隙进入到机油流动空间的可能性，延长机油的寿命。
17.凸起结构的浮动阀片相比于现有技术中的平板结构的膜片结构，具有更大的表面积，在降低废气阀径向尺寸的同时，保证浮动阀片可以灵敏的根据进气歧管的真空度以及曲轴箱内压力进行打开或者封闭。
18.泄压盖不仅提升了结构的整体密封性，同时布置的泄压孔可以对导热壳内部膨胀的空气进行释放，降低导热壳内侧的因为空气膨胀而导致的导热壳与阀门外壳顶端之间发生分离的可能性。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
20.图1是本发明的剖面示意图；图2是换热壳的结构示意图；图3是调节阀的结构示意图；图中：1、阀门外壳；2、旋转分离腔；3、进风槽；4、废气进口；5、回气腔；6、排气槽；7、空气管连接口；8、调节阀；9、换热壳；10、凸起棱；11、密封环；12、连接环；13、连接座；14、引导壳；15、储热块；16、单向导流片；17、浮动阀片；18、浮动凹槽；19、舒张弹簧；20、导热壳；21、导热管；22、第三连接套；23、导热管；24、转接环；25、泄压孔；26、第一连接套；27、节流面；28、调节阀壳体；29、真空腔；30、进气腔；31、调压孔；32、进气孔；33、挡环；34、阀块；35、推动板；36、回位弹簧。
实施方式
21.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
22.如图1，一种温差式曲轴箱气体分离回收装置；包括：如图1，阀门外壳，阀门外壳顶端设置有旋转分离腔，阀门外壳下端设置回气腔，阀门外壳底部对应回气腔的下方布置回流口；在阀门外壳侧壁对应旋转分离腔的位置设置有混合废气进口，在阀门外壳侧壁对应回气腔的侧壁设置有空气管连接口；如图1，旋转分离腔，旋转分离腔为渐缩结构，旋转分离腔顶部的扩口端内壁布置有一个进风槽，进风槽布置于阀门外壳内壁，进风槽的环形内圈为开口结构，进风槽的环形外圈为弧面结构，其中废气进口前端与进风槽内壁连通；如图1，回气腔，回气腔位于旋转分离腔底部的缩口端，回气腔为等径结构，回气腔的内侧壁还设置有一个排气槽，排气槽布置于阀门外壳内壁，排气槽的环形内圈为开口结构，排气槽的环形外圈为弧面结构，其中空气管连接口的前端与排气槽内壁连通，在所述空气管连接口内连接有调节阀；如图1和图3，调节阀，调节阀包括调节阀壳体，在调节阀壳体内设置有真空腔和进气腔，真空腔的顶端设置有调压孔，调压孔连接进气歧管，进气腔的底端设置进气孔，进气孔连接到签署的空气管连接口，真空腔和进气腔之间通过挡环进行分隔，在调节阀壳体内设置有一个锥形结构的阀块，阀块前端移动至真空腔的调压孔位置时，阀块的侧壁与挡环的内壁接触，在阀块的锥形底部布置有一个推动板，推动板与进气腔内壁之间设置有排气间隙，推动板与挡环之间设置有回位弹簧；如图1和图2，温差分离器，温差分离器包括一个渐缩结构的换热壳，换热壳顶部的扩口端设置有一个连接环，阀门外壳的顶端对应旋转分离腔的上沿设置有一个连接腔，连接环的外侧壁通过若干密封环密封连接到连接腔的内壁，换热壳的缩口端的端部位于旋转分离腔的缩口端端部，换热壳的缩口端与旋转分离腔的缩口端之间设置有排气间隙；所述温差分离器的换热壳外壁面环形阵列布置有凸起棱，凸起棱沿换热壳的径向轴线布置，凸起棱的两端部延伸至换热壳外壁的轴向两端部；在换热壳的缩口端上还固定连接有等径结构的延伸到排气间隙内的引导壳，引导壳与换热壳的连接位置设置有一个与换热壳的弧面连续的节流面，所述导热壳的顶端设置有一个第三连接套，在换热壳的内壁设置有一个环形的连接座，第三连接套的外壁与连接座的内壁之间通过螺纹固定连接；
如图1，导热器，导热器布置于换热壳的内壁，导热器的顶端包括一个贴合到换热壳内壁的导热壳，导热壳也为渐缩结构，导热器的底端包括一个导热管，导热管的下端穿过回流口延伸至发动机的气门室内；在所述引导壳的顶端设置有一个第二连接套，第二连接套通过螺纹固定到换热壳的顶端外侧壁上，所述引导壳的内部设置有环形的储热块，储热块的内圈与导热管的外壁导热接触；如图1，压力阀，压力阀包括一个单向导流片，单向导流片布置于旋转分离腔与回气腔的交界位置，单向导流片为环形结构，单向导流片的中部设置有朝向回气腔凸起的导流部，压力阀片的环形中部与换热壳的底部外壁之间设置有导流间隙；压力阀还包括一个浮动阀片，在回流口的侧壁设置有环形的浮动凹槽，浮动阀片的外圈滑动连接于浮动凹槽内，在浮动凹槽的底边与浮动阀片之间设置有舒张弹簧；浮动阀片的内圈设置有朝向单向导流片凸起的折弯部，折弯部的弧度与节流面对应，浮动阀片的环形中部与引导壳的外壁之间设置有回流间隙；如图1，以及，泄压盖，泄压盖覆盖于阀门外壳对应旋转分离腔的顶端，泄压盖的中部设置泄压孔；泄压盖的底部设置有一个转接环，所述连接环的内圈固定到转接环的外壁上；泄压盖的外圈一体固定有一个第一连接套，第一连接套通过螺纹固定到阀门外壳的外侧壁上。
23.具体使用时，废气阀会根据发动机的实际工况实现压力阀的打开或者关闭，所以此处不对发动机以及曲轴箱的具体工况进行描述；因为在正常状态下，气门室内的压力接近于标准大气压，所以本废气阀的调节阀主要会根据进气歧管的真空度以及曲轴箱的压力进行开启的程度的控制；当进气歧管内的真空度较高时，气门室一侧的空气压力会推动调节阀的推动板使得调节阀处于打开状态，同时调节阀的打开状态也会受到曲轴箱内压力的影响；曲轴箱内的机油蒸汽与汽油蒸汽压力较大时，混合蒸汽会通过废气进口沿切线方向进入到进风槽内，随后通过环形进风槽的导流，形成旋转气流，旋转气流会在旋转分离腔内高速移动，并随着锥形结构不断提升移动速度，移动速度增大过程中，会给混合蒸汽中的液滴带来较大的动能消耗，此时分子量较大的润滑油会因为动能消耗较快的影响和重力的影响而产生向心力，朝向旋转分离腔的中心移动，随后会在换热壳表面凸起棱表面沿层阻力的影响下，附着到换热壳的表面，而换热壳在温度相对较低的气门室内的热空气和机油的加热下保证一定的工作温度，也保证汽油蒸汽可以被充分气化，这样会使得机油处于较优的流动状态，也防止汽油伴随机油一起流动，随后通过凸起棱的引导向下移动，通过引导壳依次穿过导流间隙、回流间隙并最终落回到气门室内，引导壳内的储热块采用比热较大的材质制成，可以保证整个换热壳处于相对恒定的工作温度；在经过分离后，汽油蒸汽（以及所含水蒸气）会穿过单向导流片进入到回气腔的间隙内，并随后通过排气槽的收集穿过调节阀进入到进气歧管中，并通过进气歧管再次进入到发动机内进行燃烧；因为单向导流片朝向回气腔弯折，在当发动机发生回火或者发动机内的混合气体倒流时，调节阀会在气流的冲击下发生关闭，同时部分已经进入到回气腔内的气体会因为朝向回气腔弯折的导流片的存在具有较大的反向流阻，保证汽油混合气体或者回火的火焰不会进入到旋转分离腔中，导致旋转分离腔内的汽油蒸汽燃烧；
而当曲轴箱内压力过大时，曲轴箱内进入到旋转分离腔内的气体会有较大的压力，较大的压力会推动浮动阀片克服舒张弹簧的弹性力朝向气门室移动，在移动的过程中，曲面结构的浮动阀片会靠近节流面，从而缩小回流间隙的尺寸，防止曲轴箱内的高压混合蒸汽冲击入气门室内，同时在浮动阀片朝向节流面移动时，也会增大浮动阀片与单向导流片之间的间距，提升回气腔的容积，进而提升汽油蒸汽朝向空气管连接口的排放速率。
24.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种温差式曲轴箱气体分离回收装置；其特征是，包括：阀门外壳，阀门外壳顶端设置有旋转分离腔，阀门外壳下端设置回气腔，阀门外壳底部对应回气腔的下方布置回流口；在阀门外壳侧壁对应旋转分离腔的位置设置有混合废气进口，在阀门外壳侧壁对应回气腔的侧壁设置有空气管连接口；旋转分离腔，旋转分离腔为渐缩结构，旋转分离腔顶部的扩口端内壁布置有一个进风槽，进风槽布置于阀门外壳内壁，进风槽的环形内圈为开口结构，进风槽的环形外圈为弧面结构，其中废气进口前端与进风槽内壁连通；回气腔，回气腔位于旋转分离腔底部的缩口端，回气腔为等径结构，回气腔的内侧壁还设置有一个排气槽，排气槽布置于阀门外壳内壁，排气槽的环形内圈为开口结构，排气槽的环形外圈为弧面结构，其中空气管连接口的前端与排气槽内壁连通，在所述空气管连接口内连接有调节阀；调节阀，调节阀包括调节阀壳体，在调节阀壳体内设置有真空腔和进气腔，真空腔的顶端设置有调压孔，调压孔连接进气歧管，进气腔的底端设置进气孔，进气孔连接到前述的空气管连接口，真空腔和进气腔之间通过挡环进行分隔，在调节阀壳体内设置有一个锥形结构的阀块，阀块前端移动至真空腔的调压孔位置时，阀块的侧壁与挡环的内壁接触，在阀块的锥形底部布置有一个推动板，推动板与进气腔内壁之间设置有排气间隙，推动板与挡环之间设置有回位弹簧；温差分离器，温差分离器包括一个渐缩结构的换热壳，换热壳顶部的扩口端与旋转分离腔的顶端密封固定，换热壳的缩口端的端部位于旋转分离腔的缩口端端部，换热壳的缩口端与旋转分离腔的缩口端之间设置有排气间隙；在换热壳的缩口端上还固定连接有等径结构的延伸到排气间隙内的引导壳，引导壳与换热壳的连接位置设置有一个与换热壳的弧面连续的节流面；导热器，导热器布置于换热壳的内壁，导热器的顶端包括一个贴合到换热壳内壁的导热壳，导热器的底端包括一个导热管，导热管的下端穿过回流口延伸至发动机的气门室内；压力阀，压力阀包括一个单向导流片，单向导流片布置于旋转分离腔与回气腔的交界位置，单向导流片为环形结构，单向导流片的中部设置有朝向回气腔凸起的导流部，压力阀片的环形中部与换热壳的底部外壁之间设置有导流间隙；压力阀还包括一个浮动阀片，在回流口的侧壁设置有环形的浮动凹槽，浮动阀片的外圈滑动连接于浮动凹槽内，在浮动凹槽的底边与浮动阀片之间设置有舒张弹簧；浮动阀片的内圈设置有朝向单向导流片凸起的弧面结构的折弯部，折弯部顶端的直径小于单向导流片的内径，浮动阀片的环形中部与引导壳的外壁之间设置有回流间隙；以及，泄压盖，泄压盖覆盖于阀门外壳对应旋转分离腔的顶端，泄压盖的中部设置泄压孔。2.如权利要求1所述的一种温差式曲轴箱气体分离回收装置，其特征是：所述温差分离器的换热壳外壁面阵列布置有若干摩擦凸起。3.如权利要求2所述的一种温差式曲轴箱气体分离回收装置，其特征是：所述摩擦凸起包括若干环形阵列布置于换热壳外壁面的凸起棱，凸起棱沿换热壳的径向轴线布置，凸起棱的两端部延伸至换热壳外壁的轴向两端部。4.如权利要求1所述的一种温差式曲轴箱气体分离回收装置，其特征是：阀门外壳的顶
端对应旋转分离腔的上沿设置有一个连接腔，换热壳的顶端设置有一个连接环，连接环密封固定到连接腔的环形内壁。5.如权利要求4所述的一种温差式曲轴箱气体分离回收装置，其特征是：泄压盖的底部设置有一个转接环，所述连接环的内圈固定到转接环的外壁上，连接环的外圈镶嵌有若干组密封环，连接环通过密封环与连接腔内壁密封连接；泄压盖的外圈一体固定有一个第一连接套，第一连接套通过螺纹固定到阀门外壳的外侧壁上。6.如权利要求1所述的一种温差式曲轴箱气体分离回收装置，其特征是：所述引导壳的顶端设置有一个第二连接套，第二连接套通过螺纹固定到换热壳的顶端外侧壁上。7.如权利要求6所述的一种温差式曲轴箱气体分离回收装置，其特征是：所述引导壳的内部设置有环形的储热块，储热块的内圈与导热管的外壁导热接触。8.如权利要求1所述的一种温差式曲轴箱气体分离回收装置，其特征是：所述引导壳的顶端设置有一个第三连接套，在换热壳的内壁设置有一个环形的连接座，第三连接套的外壁与连接座的内壁之间通过螺纹固定连接。

技术总结
本发明涉及一种温差式曲轴箱气体分离回收装置；包括：阀门外壳，阀门外壳顶端设置有旋转分离腔，旋转分离腔为渐缩结构，旋转分离腔侧壁链接曲轴箱，阀门外壳下端设置回气腔，回气腔侧壁通过空气管连接口连接调节阀，在旋转分离腔内设置渐缩结构的换热壳，换热壳顶部的扩口端与旋转分离腔的顶端密封固定，在换热壳的内壁布置有导热器，导热器的底端通过导热管延伸至气门室内；本发明采用锥形结构的旋转分离腔配合以锥形结构的温差分离器，温差分离器会通过气门室内的机油进行加热，保证汽油蒸汽旋转分离的同时，机油可以处于较好的流动温度下，提升机油的排出速率，降低机油排放时堵塞的可能性。的可能性。的可能性。


技术研发人员：吴永兵 陈荣旺 吴进涛 林敏 邹桥生
受保护的技术使用者：浙江荣际汽车零部件股份有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/8/9