CN104295340A - 用于曲轴箱强制通风系统的双流式止回阀 - Google Patents

Abstract

一种双流式止回阀包括阀本体，阀本体具有内阀容腔、第一阀开口和第二阀开口。双流式止回阀进一步包括设置在阀本体内的密封件。密封件操作性地联接在阀本体内，使得密封件构造为在相对于阀本体打开位置和关闭位置之间移动，其中在打开位置，所述密封件允许气体通过所述内阀容腔在所述第一和第二阀开口之间流动，在关闭位置，所述密封件抑制气体和液体通过所述内阀容腔从所述第一阀开口流动到所述第二阀开口。

Description

用于曲轴箱强制通风系统的双流式止回阀

技术领域

本公开涉及用于曲轴箱强制通风系统的双流式止回阀。

背景技术

内燃机可在气缸内燃烧空气和燃料的混合物以驱动转矩。在发动机运行期间，燃烧气体可能在气缸和对应的活塞环之间泄漏并且进入发动机曲轴箱。泄漏的燃烧气体称作窜漏气体并且一般包括进气空气、未燃烧的燃料、排出的气体、油雾和水汽。为了使曲轴箱通风并且使窜漏气体再次循环至发动机的进气侧，可以使用曲轴箱强制通风(PCV)系统。

发明内容

本公开涉及双流式止回阀。在实施例中，双流式止回阀包括阀本体，阀本体具有内阀容腔、引导至内阀容腔的第一阀开口和引导至内阀容腔的第二阀开口。内阀容腔将第一阀开口和第二阀开口流体地联接。双流式止回阀进一步包括设置在阀本体内的密封件。密封件构造为当气体通过内阀容腔在第一阀开口和第二阀开口之间流动时浮在液体中并且相对于阀本体保持静止。密封件操作性地联接在阀本体内，使得密封件构造为在打开位置和关闭位置之间相对于阀本体移动，其中在打开位置，密封件允许气体通过内阀容腔在第一和第二阀开口之间流动，在关闭位置，密封件抑制气体和液体通过内阀容腔从第一阀开口流动至第二阀开口。

在实施例中，密封件可构造为浮在油中。密封件可为基本上中空的。例如，密封件可为基本上中空的铝球。

在实施例中，双流式止回阀可进一步包括固定在阀本体内的基座。基座构造为当密封件处于打开位置时支撑密封件。基座可包括限定凹进的基座本体。该凹进可构造为并设计大小为部分地接收密封件。基座本体限定外本体周边。基座进一步包括沿着外本体周边联接至基座本体的边沿。边沿联接至阀本体。基座具有多个孔，每个孔延伸通过该边沿。每个孔构造为允许气体在第一和第二阀开口之间通过内阀容腔流动。该边沿可为基本上碟形的。所述多个孔可沿着边沿周向地布置。

在实施例中，双流式止回阀可进一步包括由基座的一部分(诸如边沿)支撑的至少一个壁。所述壁设置在阀本体内，诸如用于当密封件在打开位置和关闭位置之间移动时引导密封件的移动。阀本体限定内阀表面，所述内阀表面限定至少内阀容腔。所述壁可设置在内阀表面和密封件之间。

本公开还涉及发动机组件。在实施例中，发动机组件包括具有燃烧腔室和曲轴箱腔室的发动机。进气组件包括流体地与燃烧腔室联接的进气歧管。发动机组件进一步包括流体地联接在曲轴箱腔室和进气歧管之间的双流式止回阀。双流式止回阀包括具有内阀容腔的阀本体。内阀容腔设置为与曲轴箱腔室和进气歧管流通。双流式止回阀进一步包括设置在阀本体内的密封件。密封件构造为当气体沿着密封件通过内阀容腔流动时浮在油中并且相对于阀本体保持静止。密封件操作性地联接在阀本体内，使得密封件构造为在打开位置和关闭位置之间相对于阀本体移动，其中在打开位置，密封件允许气体通过内阀容腔在曲轴箱腔室和进气歧管之间流动，在关闭位置，密封件抑制气体和油通过内阀容腔从曲轴箱腔室流动进进气歧管。

在实施例中，密封件可为基本上中空的金属球体。

在实施例中，发动机组件进一步包括设置在阀本体内的基座。基座构造为支撑密封件并且具有多个孔。每个孔构造为允许气体沿着密封件通过内阀容腔流动。发动机组件可进一步包括设置在阀本体中的多个壁。该壁围绕密封件设置以将密封件保持为与孔隔开。

本公开还涉及制造发动机组件的方法。在一个示例性实施例中，所述方法包括将发动机的燃烧腔室和进气组件的进气歧管流体地联接。发动机具有曲轴箱腔室。曲轴箱腔室包含油。所述方法进一步包括将双流式止回阀流体地联接在曲轴箱腔室和进气歧管之间。双流式止回阀构造为允许气体在曲轴箱腔室和进气歧管之间的双向流动，同时还防止油从曲轴箱腔室流入进气歧管。

当结合附图和所附的权利要求时，本发明的上述特征和优势，以及其他特征和优势从下面对用于实现如在所附的权利要求中限定的本发明的其他实施例和最佳模式的一些详细描述中而变得显见。

附图说明

图1是与发动机组件一起运行的曲轴箱强制通风系统的示意性局部剖面图；

图2是图1所示的曲轴箱强制通风系统的双流式止回阀的透视图；

图3是图2所示的双流式止回阀沿着图2的剖面线3-3截取的侧面剖面图，描绘了设置为处于打开位置的密封件和基座；

图4是图2所示的双流式止回阀沿着图2的剖面线3-3截取的侧面剖面图，描绘了设置为处于关闭位置的密封件和基座；和

图5是图3所示的基座的仰视透视图。

具体实施方式

参见附图，其中相似的附图标记用于识别在多个视图中相似或相同的部件。图1示意性地图解了车辆8，车辆8包括构造为驱动变速器(未示出)的发动机组件10。发动机组件10包括发动机12和设置为与发动机12流通的进气组件14。进气组件14可包括例如设置为串联布置的空气滤清器组件16、节气门18和进气歧管20。节气门18可设置在空气滤清器组件16与进气歧管20之间，并且可构造为选择性地限制空气22进入进气歧管20的流动。空气滤清器组件16可包括壳体、端口和/或可位于节气门18上游的导管。在一个构造中，空气滤清器组件16可包括例如空气过滤器24，空气过滤器24具有足够的孔隙度或其他的构造以在进气空气22通道进入进气歧管20之前从进气空气22过滤空气传播的碎片。

发动机12可包括发动机缸体30、汽缸盖32、油盘34和发动机汽缸盖罩36。发动机缸体30可具有多个汽缸孔38(示出了其中一个)，其中每个汽缸孔38包含设置在其中的往复式活塞40。所述多个汽缸孔38可以任何适合的方式布置，诸如但不限于，V型发动机布置、直列式发动机布置、水平对置式发动机布置，以及使用顶置凸轮和缸体中凸轮的构造。

汽缸盖32、发动机缸体30和往复式活塞40可协作以为每个相应的汽缸孔38限定燃烧腔室42。此外，汽缸盖32可提供一个或多个进气通道44和排气通道46，所述通道与燃烧腔室42选择性地流通。进气通道44可用于将空气/燃料混合物从进气歧管20传送至燃烧腔室42。在空气/燃料混合物燃烧后(诸如当被火花塞48的火花点燃时)，排气通道46可将排出气体运送离开燃烧腔室42。

在发动机运行期间，活塞40的进气冲程可吸取通过空气滤清器组件16、经过节气门18、通过进气歧管20和进气通道44、并且进入燃烧腔室42的进气空气22，其中燃料可经由燃料喷射器(未示出)引入燃烧腔室42。在活塞40的动力冲程期间，在空气/燃料混合物在燃烧腔室42中点燃后，燃烧气体的部分可能经过活塞40和发动机缸体30之间(即，窜漏气体50)并且进入曲轴箱腔室52(曲轴箱腔室52一般由发动机12经由油盘34和发动机缸体30限定)。因为窜漏气体50包括一定量的未燃烧的燃料和燃烧的产物(诸如水汽)，所以期望避免这些气体聚集在曲轴箱腔室52内。相应的，曲轴箱强制通风(PCV)系统6可用于将窜漏气体50从曲轴箱腔室52清除。

PCV系统6可利用导管、通路和/或腔室，它们可强制将窜漏气体50从曲轴箱腔室52通风进入进气系统14中，窜漏气体50可最终经由排气通道46被排出。更具体地，PCV系统6可包括第一流体导管60，其可流体地将曲轴箱腔室52和由汽缸盖罩36限定的凸轮轴腔室62联接。凸轮轴腔室62可包含构造为使一个或多个阀平移的一个或多个旋转凸轮轴64。

接近凸轮轴腔室62，PCV系统6可包括大体上限定了分离器腔室68的气-油分离器66。在一个构造中，分离器腔室68可通过多个端口70与凸轮轴容积62流体地联接。分离器腔室68可通过第二流体导管72与进气歧管20流体地联接。此外，曲轴箱腔室52可通过第三流体导管74与空气滤清器组件16联接。止回阀82可定位为与第三流体导管74串联，以防止从曲轴箱腔室52到进气组件14的回流。根据发动机12的构造，第一流体导管60可例如是发动机12内的孔洞或通道，或者是在曲轴箱腔室52和分离器66之间延伸的管道。

当发动机12以中等的发动机速度和负载运行时，由于节气门18部分地阻挡进气气流22，发动机12的进气冲程可在进气歧管20中产生真空。该真空可吸取来自于曲轴箱腔室52、通过凸轮轴腔室62和分离器腔室68两者并经由第一和第二流体导管60、72进入进气歧管20的窜漏气体50。这样，跨过节气门18的压差可产生可使曲轴箱腔室52强制地通风的原动力。在当发动机12运行于低负载或怠速情况下，曲轴箱腔室52与燃烧腔室42之间的压差导致PCV系统6吸取来自于空气滤清器组件16并通过第二流体导管72进入分离器腔室68和凸轮轴腔室62，以此将过滤的环境空气22与窜漏气体50混合。在发动机12以高的发动机速度和高的负载运行的情况期间，由于打开的节气门18吸取高的进气空气气流22，进气歧管20中将存在降低的真空。来自曲轴箱腔室52的窜漏气体50将通过凸轮轴腔室62和分离器腔室68分别经由第一和第二流体导管60、72进入进气歧管20和空气滤清器组件16。这样，曲轴箱腔室52中的高压可产生使曲轴箱腔室52强制通风的原动力。

在燃料不再被提供至发动机12的情况中(例如，在诸如制动以降低燃料消耗的极度减速期间、在混合动力车辆中的电力运行期间或停缸期间)，活塞40可仍然在汽缸孔38中泵气。没有相关联的燃烧的泵气可在曲轴箱腔室52和燃烧腔室42之间产生压差，该压差可导致油91从曲轴箱腔室52流入进气歧管20。此外，发动机12的振动和突然的移动(例如，在赛车情况下)可导致油91从曲轴箱腔室52流入进气歧管20。期望防止或至少抑制油91到达进气歧管20。还期望允许气体(诸如空气22和窜漏气体50)在进气歧管20和曲轴箱腔室52之间在任何方向上流动，以减少曲轴箱腔室52中的压力。为了防止或至少阻碍油或其他适用的液体91从曲轴箱腔室52流入进气歧管20，一个或多个双流式止回阀80可定位为与第二流体导管72或在进气歧管20(或进气组件14的任何其他部分)和曲轴箱腔室52之间流体地联接的任何其他的导管串联。

参见图2-4，双流式止回阀80包括限定内阀容腔86的阀本体84。阀本体84具有外阀表面88和与外阀表面88相反的内阀表面90。内阀表面90限定内阀容腔86。内阀容腔86可包括沿着第一阀轴线V为细长的第一容腔部分92和沿着第二阀轴线O为细长的第二容腔部分94。第一阀轴线V可为基本上垂直于第二阀轴线O。内阀容腔86可进一步包括设置在第一容腔部分92和第二容腔部分94之间的第三或中间容腔部分118。因而，第三容腔部分118流体地联接第一容腔部分92和第二容腔部分94。

阀本体84可具有第一阀开口96和第二阀开口98，两者都引导至内阀容腔86。具体地，第一阀开口96直接引导到第一容腔部分92，而第二阀开口98直接引导到第二容腔部分94。因而，内阀容腔86流体地联接第一阀开口96和第二阀开口98。第一阀开口96构造为接收第二流体导管72的一部分以将第二流体导管72(或任何其他流体导管)与第一容腔部分92流体地联接。第二阀开口98构造为接收第二流体导管72的一部分以将第二流体导管72(或任何流体导管)流体地联接到第二容腔部分94。具体地，第一阀开口96构造为接收第二流体导管72的更靠近曲轴箱腔室52的部分(图1)，而第二阀开口98构造为接收第二流体导管72的更靠近进气歧管20的部分(图1)。密封构件100(诸如O形环)可设置在内阀容腔86中以在第二流体导管72的一部分与第一容腔部分92流体地联接时防止或至少阻碍流体泄漏。密封构件100可设置在第一容腔部分92中。

阀本体84进一步包括台肩、座或颈部120，其至少部分地包围第三容腔部分118。颈部120在内阀容腔86的第三容腔部分118中限定颈部开口122。颈部开口122的横截面尺寸或直径可沿着第一阀轴线V变化。例如，颈部开口122的横截面尺寸或直径可在由箭头A指示的第一方向上减小。在描绘的实施例中，颈部开口122可具有最小的颈部横截面尺寸或直径D3。

双流式止回阀80包括设置在内阀容腔86内的基体104。基体104固定在阀本体84内并且包括限定凹进108的基体本体106(图4)。凹进108构造并使其形状和大小为接收密封件102的至少部分。虽然附图描绘了具有基本上锥形形状的基体本体106，但基体本体106可具有其他适合的形状。不考虑基体本体106的形状，基体本体106限定外本体周边110。给定描绘的基体本体106是基本上锥形的，外本体周边110是圆周。

此外，基体104包括沿着基体本体106的外本体周边110设置的唇状部、凸出部或边沿112。边沿112从基体本体106在远离凹进108的方向上延伸。基体104的一部分(诸如边沿112)可为基本上碟形的。由于阀本体84与边沿112之间的连接，基体104相对于阀本体84保持静止。

参见图5，基体104具有一个或多个从其延伸通过的孔116。具体地，孔116可延伸通过边沿112。孔116可沿着基体104周向地布置。特别地，孔116可沿着边沿112周向地布置。尽管附图示出了四个孔116，基体104可具有更多或更少的孔116。孔116可定位为彼此等距。每个孔116构造为允许流体流动通过基体104。例如，每个孔106构造为允许气体(诸如窜漏气体50)在第一容腔部分92和第二容腔部分94之间流动(图3)。

再次参见图2-4，双流式止回阀80进一步包括密封件102，密封件102构造为并且大小设计为阻挡颈部开口122，以防止或至少阻碍流体在第一容腔部分92和第二容腔部分94之间流动。密封件102设置在第一容腔部分92和第二容腔部分94之间的阀本体84内并且构造为通过内阀容腔86并沿着第一或打开位置(图3)与第二或关闭位置(图4)之间的第一阀轴线V移动。在打开位置，密封件102允许气体(诸如空气22和窜漏气体52)从第一阀开口96流动至第二阀开口98，反之亦然。换句话说，当密封件102处于打开位置时，气体(诸如空气22和窜漏气体52)能够在由箭头A指示的第一方向和在由箭头B指示的第二方向上流动通过内阀容腔86。在关闭位置，密封件102防止或至少阻碍流体从第一阀开口96流动至第二阀开口98。

在运行中，孔116允许气体(诸如空气22和窜漏气体52)在第一阀开口96和第二阀开口98之间在由箭头A指示的第一方向和由箭头B指示的第二方向上流动。当处于打开位置时，密封件102停靠在基体104上而不阻挡孔116。具体地，密封件102的至少一部分设置在凹进108中，同时保持密封件102的部分不侧向地延伸以遮盖孔116并由此阻止流体流动通过孔116。的确，密封件102可限定最大密封件横截面尺寸或直径D1，其等于或小于由基体本体106的外本体周边110限定的最大本体横截面尺寸或直径D2，使得密封件102不延伸超过孔116。

密封件102能够构造成基本上中空的金属球或球体。因此，密封件102可具有基本上球体的形状。例如，密封件102可被构造为基本上中空的铝球。然而，可想象的是，密封件102可具有其他合适的形状并且能够由其他合适的材料制成。不考虑其形状和构造，密封件102具有高于流动通过内阀容腔86的气体的气体密度的密封件密度，由此允许密封件102相对于阀本体84基本上保持静止，而同时气体通过孔116并且沿着密封件102在任意方向上(例如，在由箭头A指示的第一方向上或者由箭头B指示的第二方向上)流动。因此，密封件的密度大于空气22、窜漏气体50或者它们的混合物的气体密度。

当液体(诸如油91)在由箭头A指示的第一方向上流动通过孔116，密封件102沿着阀轴线V从第一或打开位置(图3)朝向第二或关闭位置(图4)移动。为了易于密封件102的移动，密封件102构造为浮在在内阀容腔86中流动的液体(诸如油91)中。因此，密封件密度小于流动通过阀本体84的液体的液体密度。换句话说，液体密度大于密封件密度。例如，密封件密度小于油的密度。换句话说，密封件102的密度小于油91或通过内阀容腔86的任意其他液体。因而，当液体(诸如油91)流动通过孔116时，密封件102浮在这个液体上，并且液体驱使密封件102在由箭头A指示的第一方向上移动。液体(诸如油91)通过孔116的连续流动导致密封件102朝向颈部开口122移动直到密封件102到达关闭位置(图4)。在关闭位置，密封件102基本上关闭颈部开口122，由此防止或至少阻碍气体或液体流动通过颈部开口122。因此，在关闭位置，密封件102防止或至少抑制流体在第一阀开口96和第二阀开口98之间流动。密封件102能够关闭阀开口122，因为最大密封件横截面尺寸或直径D1大于最小颈部横截面尺寸或直径D3。通过止挡油91从第一阀开口96流动到第二阀开口98，双流式止回阀80防止油91到达进气歧管20或进气组件14的任何其他部分。

当液体(诸如油91)朝向第一阀开口96后退时，密封件102能够从关闭位置(图4)移动到打开位置(图4)，因为液体不再朝着颈部开口122推动密封件102。偏置构件(诸如弹簧124)可设置在第三内容腔118中以使密封件102朝着打开位置偏置。弹簧124可在内阀表面90和密封件102之间连接。在描绘的实施例中，弹簧124包括联接到内阀表面90的上表面部128的第一弹簧端126和联接到密封件102的第二弹簧端130。因而，弹簧124构造为使密封件102在由箭头B指示的第二方向上朝着打开位置偏置。一旦密封件102处于打开位置，气体能够通过孔116并且在由箭头A和B分别指示的第一和第二方向上在第一阀开口96和第二阀开口98之间流动。

为了引导密封件102在打开位置和关闭位置之间的运动，双流式止回阀80可包括设置在内阀表面90和密封件102之间的一个或多个壁。壁132可由阀本体84内的基体104(诸如边沿112)的部分支撑并且可围绕密封件130设置。尽管边沿112支撑壁132，壁132没有任何部分阻挡延伸通过边沿112的孔116。壁132可沿着边沿112周向地设置而不阻挡孔116。例如，一个壁132可设置在每对孔116之间。此外，壁132保持密封件102与孔116隔开，使得密封件102不阻塞流体流动通过孔116。

再次参见图1，如上所述，期望防止或至少阻碍油91到达进气歧管20，同时允许气体(诸如空气22和窜漏气体50)在进气歧管20和曲轴箱腔室52之间在任何方向上流动。双流式止回阀80允许在第二流体导管72中的双向气流，由此最小化在曲轴箱腔室52中的压力。换句话说，双流式止回阀80构造为允许在进气组件14的进气歧管20和曲轴箱腔室52之间的双向气流，同时防止或至少抑制油91(或任何其他适当的液体)到达进气组件14。因此，双流式止回阀80构造为防止或至少妨碍油91(或其他任何适当的液体)从曲轴箱腔室52流动进入进气歧管20。

本公开还涉及制造发动机组件10的方法。该制造方法可包括流体地将发动机12的燃烧腔室42和进气组件14的进气歧管20联接。如上所述，发动机12包括可包含油91的曲轴箱腔室52。制造方法进一步包括将双流式止回阀80流体地联接在曲轴箱腔室52和进气歧管20之间。如上所详细描述的，双流式止回阀80构造为允许气体在曲轴箱腔室52和进气歧管20之间的双向流动，同时防止油91从曲轴箱腔室52流动到进气歧管20。

这些详细的描述和示图或图形对于本发明来说是支持性的和描述性的，而本发明的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实现要求保护的本发明的最佳模式的一些和其他实施例，但是存在有用于实践在附加的权利要求中限定的本发明的多种替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种双流式止回阀，包括：

阀本体，其具有内阀容腔、引导至所述内阀容腔的第一阀开口和引导至所述内阀容腔的第二阀开口，其中所述内阀容腔将所述第一阀开口流体地联接至所述第二阀开口；和

密封件，其设置在所述阀本体内，所述密封件构造为浮在液体中，所述密封件构造为在气体在所述第一阀开口和所述第二阀开口之间通过所述内阀容腔流动时相对于所述阀本体保持静止；

其中所述密封件操作性地联接在阀本体内，使得所述密封件构造为相对于所述阀本体在打开位置和关闭位置之间移动，其中在所述打开位置，所述密封件允许气体在所述第一和第二阀开口之间通过所述内阀容腔流动，在所述关闭位置，所述密封件抑制气体和液体通过所述内阀容腔从所述第一阀开口流动到所述第二阀开口。

2.如权利要求1所述的双流式止回阀，其中所述液体是油，并且所述密封件构造为浮在油中。

3.如权利要求1所述的双流式止回阀，其中所述密封件是基本上中空的。

4.如权利要求3所述的双流式止回阀，其中所述密封件是基本上中空的铝球。

5.如权利要求1所述的双流式止回阀，进一步包括固定在所述阀本体内的基体，其中所述基体构造为在所述密封件处于打开位置时支撑所述密封件。

6.如权利要求1所述的双流式止回阀，其中所述基体具有多个孔，每个孔延伸通过所述基体，每个孔构造为允许所述气体通过所述内阀容腔在所述第一和第二阀开口之间流动。

7.如权利要求6所述的双流式止回阀，其中所述基体的一部分是基本上碟形的。

8.如权利要求7所述的双流式止回阀，其中所述多个孔沿着所述基体周向地布置。

9.如权利要求1所述的双流式止回阀，进一步包括至少一个壁，所述壁由所述基体的一部分支撑，所述至少一个壁设置在所述阀本体内，从而在所述密封件在所述打开位置和所述关闭位置之间移动时引导所述密封件的移动。

10.如权利要求9所述的双流式止回阀，其中所述阀本体限定内阀表面，所述内阀表面限定了至少所述内阀容腔，并且所述至少一个壁设置在所述内阀表面和所述密封件之间。