主动式分离器和车辆

技术领域

本申请涉及动力系统气液分离领域，尤其涉及一种主动式分离器和车辆。

背景技术

国内汽车排放法规日趋严格，现行的排放法规中规定，发动机曲轴箱中窜出的气体不能直接排到大气中，部分发动机采用开式曲轴箱系统，曲轴箱窜气中含有机油油雾，经过油气分离器对机油颗粒进行分离之后再排到大气。现在市场上广泛使用的油气分离器多为依靠负压使气体和液体运动，在运动过程中，通过迷宫、挡板或撞击毛毡等方式来进行分离，但油气分离器的分离效率和分离效果无法得到保证。

发明内容

本申请提供一种主动式分离器与车辆，以解决相关技术中的至少部分问题。

第一方面，本申请提供一种主动式分离器，其中包括：

主壳体；

多个分离装置，设于主壳体内，主壳体包括分别与分离装置连通的总进气口、总排气口和总排液口，总进气口用于接收气液混合物，分离装置用于分离气液混合物，总排气口用于排出分离得到的气体，总排液口用于排出分离得到的液体；至少两个分离装置串联或并联连接。

可选的，分离装置包括分离介质、分离装置内壳和分离装置外壳，分离介质位于分离装置外壳和分离装置内壳之间，分离装置内壳包括分离进气口，分离进气口与分离介质连通，分离介质用于吸附从分离进气口进入的气液混合物中的液体，分离装置外壳的底部设有分离出口，用于排出分离后的液体和气体。

可选的，分离进气口包括第一进气口和第二进气口，分离装置内壳的侧壁设有多个第二进气口，分离装置包括压力阀和弹性件，压力阀设于分离装置内壳的底部，弹性件的一端固定于分离装置内壳的内顶壁，弹性件的另一端与压力阀连接，压力阀可相对于分离装置内壳运动，压力阀用于遮挡或打开第二进气口，压力阀受到的气液混合物的压力超过阈值下限时，压力阀相对于分离装置内壳运动，带动弹性件弹性变形，打开至少部分第二进气口；第一进气口位于第二进气口和压力阀的下方。

可选的，至少部分第二进气口上下排布，压力阀包括抵接部和与抵接部连接的遮挡部，抵接部和弹性件连接，遮挡部沿分离装置内壳的侧壁上下延伸，遮挡部可相对分离装置内壳的侧壁上下运动，遮挡或打开第二进气口。

可选的，多个分离装置包括第一分离装置和第二分离装置，第一分离装置和第二分离装置串联连接，第一分离装置位于第二分离装置的下方，主动式分离器包括分壳体，分壳体位于主壳体内，第一分离装置位于分壳体的内部，第二分离装置位于分壳体的外部；

分离装置包括分离进气口和分离出口，分离出口用于排出分离后的液体和气体；分壳体的上部设有上开口，分壳体的下部设有下开口，上开口与第二分离装置的分离进气口连通，下开口与第一分离装置的分离出口连通，且与总排液口连通，下开口用于排出第一分离装置分离后的液体。

可选的，分壳体和主壳体之间设有第一排液通道，第一排液通道连通第二分离装置的分离出口和总排液口。

可选的，主动式分离器还包括预分离装置，预分离装置和第一分离装置串联连接，预分离装置位于第一分离装置的下方，且位于分壳体内，预分离装置用于对气液混合物进行预分离，多个分离装置用于对预分离后的气液混合物进行气液分离；

预分离装置和分壳体之间设有第二排液通道，第二排液通道连通第一分离装置的分离出口和总排液口。

可选的，至少两个分离装置并联连接，分离装置包括分离进气口和分离出口，分离出口用于排出分离后的液体和气体；

主动式分离器包括进气壳体，进气壳体包括多个进气管路，进气管路包括管路进口和管路出口，多个进气管路的管路出口对应连通至少两个分离装置的分离进气口，且多个进气管路的管路出口均与总进气口连通。

可选的，进气壳体和主壳体之间设有第三排液通道，第三排液通道连通分离出口和总排液口。

可选的，主动式分离器还包括预分离装置，预分离装置和至少两个分离装置通过进气壳体串联连接，预分离装置位于进气壳体的下方，预分离装置用于对气液混合物进行预分离，分离装置用于对预分离后的气液混合物进行气液分离；

预分离装置和主壳体之间设有第四排液通道，第四排液通道连通至少两个分离装置的分离出口和总排液口。

第二方面，本申请提供一种车辆，其中包括发动机曲轴箱和如上述任一实施例所述的主动式分离器，与所述发动机曲轴箱连接。

本申请提供的主动式分离器，包括主壳体和多个分离装置。多个分离装置设于主壳体内，主壳体包括分别与分离装置连通的总进气口、总排气口和总排液口，总进气口用于接收气液混合物，分离装置用于分离气液混合物，总排气口用于排出分离得到的气体，总排液口用于排出分离得到的液体。至少两个分离装置串联或并联连接。多个分离装置采用多级串联、并联或串并联混合式连接，以提高主动式分离器的分离效率和分离效果。

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，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1所示为本申请一示例性实施例的分离装置串联连接的主动式分离器的示意图；

图2所示为本申请一示例性实施例的分离装置并联连接的主动式分离器的示意图。

附图标记：

1、主动式分离器；2、主壳体；3、分离装置；4、抽真空装置；5、预分离装置；20、总进气口；21、总排气口；22、总排液口；30、分离介质；31、分离装置内壳；32、分离装置外壳；33、压力阀；34、弹性件；35、分壳体；36、第一排液通道；37、第二排液通道；38、进气壳体；39、第三排液通道；40、第四排液通道；41、吸气口；42、出气口；43、电机；50、预分离壳体；51、挡板；52、预分离进气口；53、预分离排液口；54、预分离排气口；300、第一分离装置；301、第二分离装置；310、分离进气口；311、第一进气口；312、第二进气口；320、分离出口；330、抵接部；331、遮挡部；350、上开口；351、下开口；380、进气管路；381、管路进口；382、管路出口。

具体实施方式

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申请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、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请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。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。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。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请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。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请提供一种主动式分离器及车辆。下面结合附图，对本申请的主动式分离器及车辆进行详细说明。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组合。

图1所示为本申请一示例性实施例的分离装置串联连接的主动式分离器的示意图，图2所示为本申请一示例性实施例的分离装置并联连接的主动式分离器的示意图。如图1和图2所示，包括主壳体2和多个分离装置3，多个分离装置3设于主壳体2内，主壳体2包括分别与分离装置3连通的总进气口20、总排气口21和总排液口22，总进气口20用于接收气液混合物，分离装置3用于分离气液混合物，总排气口21用于排出分离得到的气体，总排液口22用于排出分离得到的液体。至少两个分离装置串联或并联连接。如此，当多个分离装置3串联连接时，气液混合物依次经过多个分离装置3，可以提高主动式分离器1的分离效果。当多个分离装置3并联连接时，气液混合物分别进入多个分离装置3，可以提高大流量下主动式分离器1的分离效率。当多个分离装置3串并联混合式连接，可以同时提高主动式分离器1的分离效率和提高气体流量。

其中，分离装置3包括分离介质30、分离装置内壳31和分离装置外壳32，分离介质30位于分离装置外壳32和分离装置内壳31之间，分离装置内壳31包括分离进气口310，分离进气口310与分离介质30连通，分离介质30用于吸附从分离进气口310进入的气液混合物中的液体，分离装置外壳32的底部设有分离出口320，用于排出分离后的液体和气体。气液混合物从主壳体2的总进气口20进入主动式分离器1后，从分离进气口310进入分离装置3内，通过分离介质30吸附气液混合物中的机油颗粒，机油颗粒沿分离介质30从分离出口320流出。在一些实施例中，分离介质30可以是挡板、毛毡或者其他表面粗糙度较高的材料，以起到更好的分离效果，本申请对此不作限制。

在一些实施例中，分离进气口310包括第一进气口311和第二进气口312，分离装置内壳31的侧壁设有多个第二进气口312，分离装置3包括压力阀33和弹性件34，压力阀33设于分离装置内壳31的底部，弹性件34的一端固定于分离装置内壳31的内顶壁，弹性件34的另一端与压力阀33连接，压力阀33可相对于分离装置内壳31运动，压力阀33用于遮挡或打开第二进气口312，压力阀33受到的气液混合物的压力超过阈值下限时，压力阀33相对于分离装置内壳31运动，带动弹性件34弹性变形，打开至少部分第二进气口312。第一进气口311位于第二进气口312和压力阀33的下方。分离装置内壳31的侧壁底部沿水平方向向内收口以限制压力阀33的位置，使其只能在分离装置内壳31内上下运动，第一进气口311设于第二进气口312下方，压力阀33的底壁位于第一进气口311和第二进气口312之间。可以理解的，第一进气口311为常开状态，当压力阀33受到的气液混合物的压力未超过阈值下限时，位于分离装置内壳31的侧壁的多个第二进气口312被压力阀遮挡，气液混合物从第一进气口311进入分离装置3，气液混合物通过第一进气口311时流速提高，撞击到分离介质30上以获得分离后的气体和液体。当压力阀33受到的气液混合物的压力超过阈值下限时，弹性件34受到来自压力阀33的压力做弹性形变，带动压力阀33相对分离装置内壳31向上运动，打开至少部分位于分离装置内壳31的侧壁的多个第二进气口312，气液混合物从第一进气口311和至少部分第二进气口312通过后撞击到分离介质30上以获得分离后的气体和液体，打开的第二进气口312分流进入第一进气口311的气体流量，从而提高流量，但保证流量压降升高不多，提高了主动式分离器1的分离效率。

具体地，至少部分第二进气口312上下排布，压力阀33包括抵接部330和与抵接部330连接的遮挡部331，抵接部330和弹性件34连接，遮挡部331沿分离装置内壳31的侧壁上下延伸，遮挡部331可相对分离装置内壳31的侧壁上下运动，遮挡或打开第二进气口312。在一些实施例中，可以根据工况在同一高度设计多个第一进气口311，或在同一高度设计多个第二进气口312，或对第一进气口311和第二进气口312的孔径大小做差异化设计，以进一步提高主动式分离器1的分离效率，本申请对此不作限制。

参考图2所示的实施例，多个分离装置3包括第一分离装置300和第二分离装置301，第一分离装置300和第二分离装置301串联连接，第一分离装置300位于第二分离装置301的下方，主动式分离器1包括分壳体35，分壳体35位于主壳体2内，位于分壳体35的内部，第二分离装置301位于分壳体35的外部。分离装置3包括分离进气口310和分离出口320，分离出口320用于排出分离后的液体和气体。分壳体35的上部设有上开口350，分壳体35的下部设有下开口351，上开口350与第二分离装置301的分离进气口310连通，下开口351与第一分离装置300的分离出口320连通，且与总排液口22连通，下开口351用于排出第一分离装置300分离后的液体。经过第一分离装置300分离后的气体进入第二分离装置301进行二次分离。如此设置，可以提高主动式分离器1的分离效果。第一分离装置300设于分壳体35的内部，分壳体35的上开口350直接与第二分离装置301的分离进气口310连通，防止经过第一分离装置300分离后的气体逸出直接从总排气口21排出主动式分离器1。在本申请的实施例中，分离装置3的数量为2个，可以根据发动机的不同工况选择分离装置3的数量，确保主动式分离器1的分离效率能够满足实际工况的需求。优选的，可以对第二分离装置301的弹性件34或压力阀33进行差异化设计，以保证更好的分离效果和较低的压力损失。

在一些实施例中，分壳体35和主壳体2之间设有第一排液通道36，第一排液通道36连通第二分离装置301的分离出口320和总排液口22。气液混合物经过分离后从第二分离装置301的分离出口320排出，经过第一排液通道36从总排液口22排出主动式分离器1。如此设置，可以保证第二分离装置301有独立的排液通道。

在一些实施例中，主动式分离器1还包括预分离装置5，预分离装置5和第一分离装置300串联连接，预分离装置5位于第一分离装置300的下方，且位于分壳体35内，预分离装置5用于对气液混合物进行预分离，多个分离装置3用于对预分离后的气液混合物进行气液分离。在本申请的实施例中，预分离装置5包括预分离壳体50、挡板51、预分离进气口52、预分离排液口53和预分离排气口54。预分离进气口52和总进气口20连通，预分离排液口53设置于预分离壳体50的底部，预分离排气口54设于预分离壳体50的顶部，与第一分离装置300连通，挡板51上下方向设置于预分离壳体50中，环绕预分离排气口54。在本申请的实施例中，气液混合物从预分离进气口52切向进入，绕挡板51旋转，在离心力作用下气液混合物中的机油大颗粒被分离出来，并沿预分离排液口53排出。优选的，可以使用迷宫对气液混合物进行预分离，可以更好的平衡流阻和分离效果。

在一些实施例中，预分离装置5和分壳体35之间设有第二排液通道37，第二排液通道37连通第一分离装置300的分离出口320和总排液口22。气液混合物经过分离后从第一分离装置300的分离出口320排出，经过第二排液通道37从总排液口22排出主动式分离器1。如此设置，可以保证第一分离装置300有独立的排液通道。

参考图2所示的实施例，至少两个分离装置3并联连接，分离装置3包括分离进气口310和分离出口320，分离出口320用于排出分离后的液体和气体。主动式分离器1包括进气壳体38，进气壳体38包括多个进气管路380，进气管路380包括管路进口381和管路出口382，多个进气管路380的管路出口382对应连通至少两个分离装置3的分离进气口310，且多个进气管路380的管路出口382均与总进气口20连通。进气管路380用于分流从总进气口20进入的气液混合物，如此设置，可以提高主动式分离器1在大流量下的分离效率。

在一些实施例中，进气壳体38和主壳体2之间设有第三排液通道39，第三排液通道39连通分离出口320和总排液口22。气液混合物经过分离后从分离装置3靠近主壳体2的分离出口320排出，经过第三排液通道39从总排液口22排出主动式分离器1。如此设置，可以保证分离装置3有独立的排液通道。

在一些实施例中，主动式分离器1还包括预分离装置5，预分离装置5和至少两个分离装置3通过进气壳体38串联连接，预分离装置5位于进气壳体38的下方，预分离装置5用于对气液混合物进行预分离，分离装置3用于对预分离后的气液混合物进行气液分离。图2所示的实施例中的预分离装置5内的结构和图1所示的预分离装置5基本一致，本申请对此不再赘述。

在一些实施例中，预分离装置5和主壳体2之间设有第四排液通道，第四排液通道40连通至少两个分离装置3的分离出口320和总排液口22。第四排液通道40与第三排液通道39连通，气液混合物经过分离后从分离装置3靠近主壳体2的分离出口320排出，依次经过第三排液通道39和第四排液通道40后从总排液口22排出主动式分离器1。如此设置，可以保证分离装置3有独立的排液通道。

本申请还提供一种车辆，其中包括发动机曲轴箱和如上述任一实施例所述的主动式分离器1，与所述发动机曲轴箱连接。

参考图1和图2所示的实施例，还包括抽真空装置4，抽真空装置4包括吸气口41和出气口42。吸气口41与总排气口21连通。抽真空装置4由电机43驱动，抽真空装置4用于通过吸气口41吸入主动式分离器1中经过分离后的气体，并通过所述出气口42排出。多个分离装置3和分壳体35的设置使分离后的气体在主动式分离器1内的流动阻力较大，因此需要抽真空装置4将分离后的气体排出。此外，车辆在低负荷工况下，发动机进气侧的负压过低，会导致曲轴箱内产生正压，需要抽真空装置4的使用可以解决在个别工况下，曲轴箱压力为正的问题。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。