CN102889155A - 用于曲轴箱强制通风管的空气加热器及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于曲轴箱强制通风管的空气加热器及其加工方法，属于发动机设备及生产方法领域，包括散热管、以及散热管外表面的电加热装置，电加热装置包括PTC加热元件，PTC加热元件的上下表面分别设置上电极片和下电极片，下电极片下表面与散热管的外表面紧密贴合，PTC加热元件、上电极片PTC和下电极片通过加热棒外壳密封，加热棒外壳与散热管连为一体，上电极片和下电极片的端部通过电极板平行引出加热棒外壳。本发明安装在发动机曲轴箱通风管处，能有效防止结冰，并对已结冰的通风管加热除冰，针对该类型的加热器，设计了简单易行的加工方法。

Description

用于曲轴箱强制通风管的空气加热器及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种发动机的曲轴箱内空气加热装置及其加工方法，属于发动机设备及生产方法领域，尤其是一种用于曲轴箱强制通风管的空气加热器及其加工方法。

背景技术

当发动机做功燃烧过程的末端，一些未燃混合气在高压力下从活塞环漏入曲轴箱内，业内将这种泄漏称为“窜气”。这些窜气会从曲轴箱内逸入大气中造成污染。这些窜入的混合气不被排除，还会稀释曲轴箱内的机油，使机油变质造成发动机机件过早磨损。一旦进入油底壳的油气积累多了，无法排出的话，就会形成气压，不但会稀释机油，造成引擎机件润滑不良，也会造成机油异常消耗等等严重后果。

现代汽油机一般采用强制通风方式避免或减轻上述现象。强制通风管道，与进气管连接，把从曲轴箱抽出的气体导入发动机的进气管，吸入气缸再燃烧，这样，可以将窜入曲轴箱内的混合气回收使用，有利于提高发动机的经济性。

在寒冷的条件下，窜气中的水分会被冻结，尤其是在高寒地区，这样会导致曲轴箱通风系统堵塞和失效。通风管堵塞容易产生发动机怠速不稳或低速工作不正常等现象。而加热器的功能能有效防止结冰，更好地适应寒冷地区的气候。

 为解决上述问题，专利号为CN101476524A的中国专利，公开了一种空气加热器。该装置的发动机排气管是螺旋排气管，在螺旋排气管中装入这螺旋进气管，螺旋排气管外设有保温材料，保温材料和螺旋排气管装进保温管筒内；螺旋排气管连接在发动机的排气管上，螺旋进气管连接在发动机的进气管道上；发动机燃烧的废气温度达到1千度以上，通过螺旋排气管排出，发动机进气的空气通过螺旋进气管的螺旋运动增加空气加热时间，同时增加空气加热的温度，使进气的温度提升至300-500度。此装置结构复杂，不易安装。

专利号为CN201884157U的专利，公开了一种发动机进气加热器。它主要由进气管、加热网、启动开关组成，在发动机起动时，打开启动开关，加热网可以对进入发动机气缸的空气进行加热，从而使进入发动机气缸内的空气温度更高，使发动机启动更加迅速。上述加热器实施方式结构简单，可靠性低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于曲轴箱强制通风管的空气加热器及其加工方法,该加热器安装在发动机曲轴箱通风管处，能有效防止结冰，并对已结冰的通风管加热除冰，针对该类型的加热器，设计了简单易行的加工方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于曲轴箱强制通风管的空气加热器，包括散热管、以及散热管外表面的电加热装置，其特征在于所述电加热装置包括PTC加热元件，所述PTC加热元件的上下表面分别设置上电极片和下电极片，所述下电极片下表面与散热管的外表面紧密贴合，所述PTC加热元件、上电极片PTC和下电极片通过加热棒外壳定位固定，所述加热棒外壳与散热管连为一体，电极片和下电极片的端部由加热棒外壳内部平行引出。

对上述结构作进一步限制，所述上电极片与外壳内表面之间还设有弹簧板，弹簧板和上电极片之间设有绝缘垫片。本发明中在上电极片表面设置弹簧板，使弹簧板压接面积增加，保证电加热装置中零部件之间受力均匀，接触更紧密，不会出现零件变形压接不紧的问题，提高了产品的安全系数。

对上述结构作进一步限制，所述上电极片、下电极片和弹簧板的端部设有用于绝缘的橡胶垫，所述绝缘橡胶垫的外侧设有限位件。本发明中的绝缘橡胶垫和限位件可采用氧化铝材料，保证较好的绝缘性和导热性。

对上述结构作进一步限制，所述上电极片、下电极片和弹簧板周围设有限位橡胶塞。

对上述结构作进一步限制，所述上电极片和下电极片伸出加热棒外壳，并且伸出部分通过插针密封件密封。

对上述结构作进一步限制，所述上电极片和下电极片的外端部设有用于连接电源的表面镀金电极插针。

对上述结构作进一步限制，所述散热管的外侧设有外壳，外壳的端部设有密封筋。

如上所述的用于曲轴箱强制通风管的空气加热器的加工方法，其特征在于：

①首先将上电极片、下电极片、PTC加热元件、橡胶垫、限位件、绝缘垫片和弹簧板按照安装顺序排列；

②把上述排列好的元件装入与散热管为一体的电加热装置安装孔内，制作成为加热棒体，形成加热器的电加热装置； 

③在电极插针连接处套装硅橡胶的插针密封件；

④最后通过一体注塑的模式，在已安装的电加热装置和散热管的表面形成保护外壳，并与电极插针配合产生连接电源的接插件。

如上所述的用于曲轴箱强制通风管的空气加热器的加工方法，其特征在于：

①先将上电极片、下电极片、PTC加热元件和绝缘部件装入铝外壳内，制作成为加热棒体，形成加热器的电加热装置；

②用硅橡胶粘结剂或紧固套管的方式将加热棒体固定在散热管上，并进行限位；

③在电极插针连接处套装硅橡胶的插针密封件；

④最后通过一体注塑的模式，在已安装的电加热装置和散热管的表面形成保护外壳，并与电极插针配合产生连接电源的接插件。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1）本发明中的电加热装置和散热管之间通过注塑的方式形成一体结构，可以增加了零件强度，提高了整体的的机械安装强度，安全可靠，并有效地提高使用寿命；

2）本发明中PTC加热元件可在有效范围内设置为多种形状，这样增加了加热面的面积，加热效果明显；

3）本发明采用导热性能高的金属材料作为散热材料，受热空气直接流经加热管道，受热均匀，升温迅速，节能降耗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1：强制通风管空气加热器外形图；

图2：强制通风管空气加热器剖面图；

图3：强制通风管空气加热器零件分布图；

图4：强制通风管空气加热器零件安装图；

图5：强制通风管空气加热器另一实施方式加热棒外形图；

图6：强制通风管空气加热器另一实施方式零件安装图；

图7：强制通风管空气加热器另一电极柱安装方式零件分布图；

图8：强制通风管空气加热器另一电极柱安装方式零件安装图；

其中：1、下电极片，2、限位橡胶塞，3、PTC加热元件，4、上电极片，5、绝缘垫片，6、弹簧板，7、限位件，8、橡胶垫，9、密封筋， 10、散热管，11、插针密封件，12、加热棒外壳，13、电极插针，14、接插件，15、外壳。

具体实施方式

根据附图2可知，本发明具体涉及一种用于曲轴箱强制通风管的空气加热器，包括散热管10、以及散热管10外表面的电加热装置，电加热装置包括PTC加热元件3，PTC加热元件3的上下表面分别设置上电极片4和下电极片1，下电极片1下表面与散热管10的外表面紧密贴合，PTC加热元件3、上电极片4PTC和下电极片1通过加热棒外壳12密封，加热棒外壳12与散热管10连为一体，上电极片4和下电极片1的端部通过电极板平行引出加热棒外壳12。本发明中的加热棒外壳12用于安装上电极片4、下电极片1和PTC加热元件3等形成的电加热棒装置，并对壳体内元件形成保护。

本发明中为了保证电加热装置的部件配合紧密，在上电极片4与外壳15内表面之间还设有弹簧板6，弹簧板6和上电极片4之间设有绝缘垫片5，可以保证各部件之间受力均匀，不会出现零件变形压接不紧的问题，提高了产品的安全系数。

根据附图2和附图7中可知，本发明中的绝缘部件有两种设置方式，第一种是在上电极片4、下电极片1和弹簧板6的端部设有用于绝缘的橡胶垫8，橡胶垫8的外侧设有限位件7；第二种是在上电极片4、下电极片1和弹簧板6周围设有限位橡胶塞2。本加热器中绝缘部件包括橡胶垫8、限位橡胶塞2和绝缘垫片5，绝缘部件可采用氧化铝材料，该材料具有良好的绝缘性、导热性，并且高强度确保加热器不会短路。限位橡胶塞2用于电极片安装时与管壁绝缘，同时可实现安装过程中的各零件定位。另外，橡胶垫8和限位橡胶塞2还起到密封作用，在注塑时防止融化的塑料材料进入电加热棒装置内，影响PTC加热元件3的导通。

本发明中上电极片4和下电极片1伸出加热棒外壳12，并且伸出部分通过插针密封件11固定。上电极片4和下电极片1的外端部设有用于连接电源的表面镀金电极插针13。其中上电极片4、下电极片1各1片，均采用铜材料，并连接电极插针13。电极片表面镀镍，并在电极插针13处镀金。电极插针13用于连接上电极片4和下电极片1，并与外壳15配套形成连接电源的接插件14，为电加热装置提供电力支持。

散热管10的外侧设有保护的外壳15，外壳15在零件组装后一体注塑形成。保护零件不受外界因素破坏，并形成安装时所需要的连接装置和电源接插件14。外壳15上可设置密封筋9，用于加强安装后管路的密封。

本发明中的PTC加热元件3为PTC热敏电阻，一般PTC热敏电阻为平面接触，增加了加热面积，提高了加热器的加热效果。

本发明的工作原理：本发明中的散热管10采用导热性能良好的金属材料。散热管用于将加PTC加热元件3产生的热量传播给流经管内需加热的空气，避免强制通风管内结冰堵塞， 也可对已结冰层融化除冰。散热管10可制作为单独管状，再与电加热装置连接；也可与电加热的加热棒外壳12制作为一体，这样可以更好的提高PTC加热元件3与散热管10的接触良好，同时可以确保不会因注塑压力致使零件损坏。

电极片用于为PTC加热元件3提供电力支持，可根据PTC加热元件3的形状确定其相对应的尺寸结构，以满足安装需要。并且上下电极片作为为加热器引入电源的关键部件，可直接形成电极插针13，与外壳15相结合为连接电源的接插件14。

一个或多个PTC加热元件3通电后可自热产生热量，并通过下电极片1将热量传导给散热管10，热效率高。PTC加热元件3可根据空间设计为方形、圆形等形状。

本发明的具体加工方法如下：

实施例1

如图1、图2、图3、图4所示：

先将上下电极片、PTC加热片、橡胶密封件、陶瓷绝缘部件、弹簧板按照安装顺序排列安装。再装入与散热铜管一体的PTC加热片安装孔内。制作成为加热棒体，形成加热器的加热源。在电极插针连接处套装硅橡胶密封件。最后通过一体注塑的模式，在已安装的加热棒和散热铜管的表面形成保护外壳，并与电极插针配合产生电源接插件。

使用弹簧板限制上下电极片、PTC加热片、绝缘垫片和密封垫等零件之间的相对位置及固定安装，采用一体成型的散热管增强了其可靠性。

一个或多个绝缘垫片用于上电极片与弹簧板间的绝缘，避免电极片与散热外壳间的短路。可根据安装需要设置为单片式或多片式。

为保证加热器的密封性，可选用插针密封件，通过注塑外壳的压力实现电极插针与外壳之间的密封。

实施例二

如图1、图5、图6所示，与实施例一不同之处在于：

先将上下电极片、PTC加热片和绝缘部件装入铝外壳内，制作成为加热棒体，形成加热器的加热源。

用硅橡胶粘结剂或紧固套管的方式将加热棒固定在散热管上，并通过工装、模具限位。在电极插针连接处套装硅橡胶密封件。

最后通过一体注塑的模式，在已安装的加热棒和散热铜管的表面形成保护外壳，并与电极插针配合产生电源接插件。

实施例三

如图1、图7、图8所示，与实施例一不同之处在于：

独立实施的电极插针13与上下电极片（4、1）相配合安装后，在采用一体注塑形成加热器。

其有益效果在于可提高电极接口处的密封性。 

Claims (9)

1.一种用于曲轴箱强制通风管的空气加热器，包括散热管（10）、以及散热管（10）外表面的电加热装置，其特征在于所述电加热装置包括PTC加热元件（3），所述PTC加热元件（3）的上下表面分别设置上电极片（4）和下电极片（1），所述下电极片（1）下表面与散热管（10）的外表面紧密贴合，所述PTC加热元件（3）、上电极片（4）PTC和下电极片（1）通过加热棒外壳（12）定位固定，所述加热棒外壳（12）与散热管（10）连为一体，上电极片（4）和下电极片（1）的端部由加热棒外壳（12）内部平行引出。

2.根据权利要求１所述的用于曲轴箱强制通风管的空气加热器，其特征在于所述上电极片（4）与加热棒外壳（12）内表面之间还设有弹簧板（6），弹簧板（6）和上电极片（4）之间设有绝缘垫片（5）。

3.根据权利要求2所述的用于曲轴箱强制通风管的空气加热器，其特征在于所述上电极片（4）、下电极片（1）和弹簧板（6）的端部设有用于绝缘的橡胶垫（8），所述橡胶垫（8）的外侧设有限位件（7）。

4.根据权利要求2所述的用于曲轴箱强制通风管的空气加热器，其特征在于所述上电极片（4）、下电极片（1）和弹簧板（6）周围设有限位橡胶塞（2）。

5.根据权利要求3和4所述的用于曲轴箱强制通风管的空气加热器，其特征在于所述上电极片（4）和下电极片（1）伸出加热棒外壳（12），并且伸出部分通过插针密封件（11）密封。

6.根据权利要求5所述的用于曲轴箱强制通风管的空气加热器，其特征在于所述上电极片（4）和下电极片（1）的外端部设有用于连接电源的电极插针（13）。

7.根据权利要求6所述的用于曲轴箱强制通风管的空气加热器，其特征在于所述散热管（10）的外侧设有外壳（15），外壳（15）的端部设有密封筋（9）。

8.如权利要求7所述的用于曲轴箱强制通风管的空气加热器的加工方法，其特征在于：

①首先将上电极片（4）、下电极片（1）、PTC加热元件（3）、橡胶垫（8）、限位件（7）、绝缘垫片（5）和弹簧板（6）按照安装顺序排列；

②把上述排列好的元件装入与散热管（10）为一体的电加热装置安装孔内，制作成为加热棒体，形成加热器的电加热装置； 

③在电极插针（13）连接处套装硅橡胶的插针密封件（11）；

④最后通过一体注塑的模式，在已安装的电加热装置和散热管（10）的表面形成保护外壳（15），并与电极插针（13）配合产生连接电源的接插件（14）。

9.如权利要求7所述的用于曲轴箱强制通风管的空气加热器的加工方法，其特征在于：

①先将上电极片（4）、下电极片（1）、PTC加热元件（3）和绝缘部件装入铝外壳内，制作成为加热棒体，形成加热器的电加热装置；

②用硅橡胶粘结剂或紧固套管的方式将加热棒体固定在散热管（10）上，并进行限位；

③在电极插针（13）连接处套装硅橡胶的插针密封件（11）；

④最后通过一体注塑的模式，在已安装的电加热装置和散热管（10）的表面形成保护外壳（15），并与电极插针（13）配合产生连接电源的接插件（14）。

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