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二次油分離器是針對滿液式制冷裝置和高壓縮比工況運行的系統設計的，它可以使用少量的油進入系統內部，從而提高換熱效率，降低失油危險，與一次油分（外置油分離器）相比較，二次油分相對比較簡單，功能也較單一，不像一次油分上面還配有油控、溫控、電加熱等輔助零件；
二次油分的基本原理是：油氣混合物沿油分內桶與外桶之間形成的環形通道進入油分離器中，油顆粒在離心力以及與內、外桶壁撞擊的共同作用下被分離到桶壁上，在這里被分離出來的油顆粒匯聚成大的油滴流入油分離器底部的油收集區，內筒里面安裝了一個不銹鋼絲網編織成的絲網除沫器，形成了一道捕獲霧狀油的屏障，這道屏障使霧狀油變得紊亂，從而使它們相互碰撞、聚集，并且吸附在除沫器上變成油滴，后靠重力作用到達油分離器底部的油收集區，同時內筒體下部設置了一個錐形反射屏，反射屏的設計使得油分離區與收集區隔開，避免油分內部流速過高時，下部油收集區的油被重新帶出分離器，總結起來就是通過捕獲微小油滴及大部分油蒸汽來達到高效油氣分離的目的。
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