CN105849373B

CN105849373B - Pcv阀

Info

Publication number: CN105849373B
Application number: CN201480070742.XA
Authority: CN
Inventors: 冈崎刚; 高井基治
Original assignee: Nifco Inc
Current assignee: Nifco Inc
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2018-06-15
Anticipated expiration: 2034-12-05
Also published as: KR20150075360A; CN105849373A; US20160312671A1; WO2015098005A1; EP3088693B1; EP3088693A4; US10006325B2; JP2015124611A; JP6126988B2; KR101629104B1; EP3088693A1

Abstract

本发明提供一种使在阀内冻结的水分迅速融化，且发热体对于窜气具有良好的密封性的PCV阀。PCV阀(2)具有：壳体(6)，其形成窜气的流道(4)；阀体(30)，其配置在流道内，与设置于壳体的阀座(18)相配合；弹簧(38)，其对阀体向阀座施力；导热体(40)，其具有围绕阀体的放热部(42)；以及加热机构(52)，其与流道气密隔离，具有对导热体进行加热的发热体(66)。导热体的一端侧被收装在形成于壳体的收装孔(50)内。加热机构隔着划分形成收装孔的至少一部分的分隔壁(58)，对导热体的一端侧进行加热，如此，与流道气密隔离。

Description

PCV阀

技术领域

本发明涉及一种在内燃机的窜气(blowby gas)还原装置中，用于调整窜气流量的PCV阀。

背景技术

在汽车的引擎等中，从燃烧室经由活塞和气缸筒之间的间隙漏向曲轴箱的气体即窜气中含有未经燃烧的碳化氢(HC)、一氧化碳(CO)等。由于上述窜气是造成大气污染的主要物质，因此，不将窜气排放到大气中，而是普遍采用使其返回吸气系统并与混合气体一起再燃烧的PCV(positive crankcase ventilation曲轴箱强制通风)系统。但是，若返回吸气系统的窜气量增加，会降低引擎性能。因此，设置有一种用于调整窜气流量的PCV阀。

作为差压驱动式流量调节阀的PCV阀，通过阀的上游侧和下游侧之间的压力差调整阀的开度，引擎停止时，由于不存在压力差，因而PCV阀为全闭状态。此时，若气温较低，吸入空气中含有的水分有时会在PCV阀内冻结。于是，即使起动引擎，在PCV阀的前后产生压力差，阀体也不会动作，PCV阀还是保持全闭状态。如此，在PCV阀内水分冻结而堵塞窜气的流道时，曲轴箱内的压力上升，可能会导致引擎漏油，或发生驱动部烧结。因此，提出一种防止PCV阀冻结的技术方案。

将防止PCV阀冻结的技术方案在大类方面划分，有利用引擎等产生的热的技术方案和新设置对PCV阀加热的装置的技术方案。在专利文献1中提出的技术方案相当于后者的技术方案，是利用电热器对阀体加热的结构。电热器由绕线管和线圈构成，其中，绕线管的内周面形成阀箱的内表面的一部分，线圈配置在绕线管的外周。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本发明专利公开公报特开2008－115734号

【发明的概要】

【发明要解决的技术问题】

在利用引擎等产生的热对PCV阀的冻结解冻时，整个PCV阀均需要用热传导率较高的金属制造。因此，会产生重量增加的问题，以及由于进行金属材料的切削加工而增加了成本的问题。另外，由于引擎不热时PCV阀也不热，因此需要一种具有更高速效性的解冻技术方案。

另外，在专利文献1中提出的具有电热器的PCV阀中，难以充分确保作为发热体的线圈及其电连接结构与窜气之间的密封性。窜气由于具有pH2程度的强酸性，因此在与线圈及电极接触时会腐蚀该线圈及电极。若为了防止发生上述腐蚀而实施钛处理等防腐蚀处理，则会产生增加成本的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防止冻结的速效性较高，并且发热体对于窜气的密封性良好的PCV阀。

【用于解决技术问题的技术方案】

本发明的PCV阀(2)的一个技术方案中，PCV阀(2)具有：壳体(6)，其形成窜气的流道(4)；阀体(30)，其配置在所述流道内，与设置于所述壳体的阀座(18)相配合；弹簧(38)，其对所述阀体向所述阀座施力；导热体(40)，其具有围绕所述阀体的放热部(42)；和加热机构(52)，其与所述流道气密隔离，具有对所述导热体进行加热的发热体(66)。

根据本结构，由于不需要利用引擎的热达到将在PCV阀内冻结的水分融化的目的，因此，壳体及阀体的原材料能够使用热传导性较差且较轻、制造成本较低的树脂等，而不使用热传导性较好但较重的金属，从而能够以低成本制造轻量的PCV阀。另外，由于加热机构与流道气密隔离，因此该加热机构不会被窜气腐蚀，从而不需要实施防腐蚀处理，能够降低成本。

本发明的一个技术方案中，在上述结构的基础上，在所述壳体上形成有朝向所述流道开口的收装孔(50)，该收装孔收装受热部(44)，该受热部形成所述导热体的一端侧，所述加热机构隔着分隔壁(58)对所述导热体的所述受热部进行加热，其中，所述分割壁划分形成所述收装孔的至少一部分，所述导热体的所述放热部中接近所述阀体的部分，在所述流道中露出。

根据本结构，能够以简单的结构，使加热机构与流道气密隔离。

本发明的一个技术方案中，在上述结构的基础上，所述壳体具有形成所述流道的上游侧的第1壳体(8)和形成所述流道的下游侧的第2壳体(10)，PVC阀还具有环状部件(72)，所述流道贯通该环状部件，该环状部件与所述第1壳体及所述第2壳体双方抵接，在整个周面上对所述第1壳体和所述第2壳体之间的接合部进行密封。另外，所述第1壳体和所述第2壳体之间的接合部通过焊接被密封，代替使用环状部件。

根据本结构，由于能够使用简单的密封机构，因此能够抑制制造成本。

本发明的一个技术方案中，在上述结构的基础上，所述导热体的所述受热部的顶端侧、所述分隔壁和所述发热体分别呈平板状并被层叠。

根据本结构，能够有效进行从发热体向导热体的受热部的热传递。

本发明的一个技术方案中，在上述结构的基础上，所述发热体由PTC加热器构成。

根据本结构，由于发热体的温度保持一定，而不必使用温度传感器，因此能够使具有发热体的PCV阀小型化。

本发明的一个技术方案中，在上述结构的基础上，在所述壳体上还形成有收装所述加热机构的腔室(54)，所述加热机构具有：第1电极(60)，其被夹持于所述分隔壁和所述发热体之间；导电性压缩螺旋弹簧(68)，其一端侧按压所述发热体；以及第2电极(62)，其安装于与所述分隔壁相向的所述腔室的内表面，被所述压缩螺旋弹簧的另一端侧按压。

根据本结构，能够提高加热机构的导电性及导热性，并且容易将加热机构安装于PCV阀。

本发明的一个技术方案中，在上述结构的基础上，所述导热体由板状的金属构成，在所述放热部形成有供所述阀体插入的通孔(46)。

根据本结构，能够使部件结构简单化，使PCV阀小型化，因此能够降低成本。

【发明的效果】

根据本发明，能够使具有加热机构的PCV阀轻量化，并且能够使加热机构不会被窜气腐蚀。

附图说明

图1是本发明的实施方式的PCV阀的立体图。

图2是本发明的实施方式的PCV阀的纵向剖视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。在说明中，表示方向的用语按照图面中表示的方向。

图1是PCV阀2的立体图，图2是图1的Ⅱ-Ⅱ截面的剖视图。在PCV阀2的内部形成窜气的流道4，在流道4的下端侧(上游侧)安装有曲轴箱的盖(未图示)，流道4的上端侧(下游侧)通过窜气管(未图示)与吸气系统连接，曲轴箱和吸气系统通过流道4连通。

PCV阀2的壳体6由形成上游侧流道4a的第1壳体8和形成下游侧流道4b的第2壳体10构成。

第1壳体8以树脂为原材料，通过注塑成型而成形。第1壳体8具有以使上游侧流道4a沿上下方向延伸的方式形成的第1圆筒部12。在第1圆筒部12的下端形成有内径缩径的流入孔14，形成流入孔14的下端壁16的圆环状的上表面成为阀座18。第1圆筒部12的比下端壁16更靠上侧的部分的内径大致一定(相同)。第1壳体8具有：第1接合部20，其从第1圆筒部12的上端侧的外周面向外侧延伸，与第2壳体10接合，且在俯视时呈圆环状；盖部22，其从第1接合部20的、俯视时呈半圆状的整个侧表面向一侧方突出。第1接合部20的下表面和盖部22的下表面构成1个平面。

第2壳体10以树脂为原材料，通过注塑成型而成形。第2壳体10具有以使下游侧流道4b沿上下方向延伸的方式形成的第2圆筒部24。第2圆筒部24的内径大致一定，并且比第1圆筒部12的内径小。第2圆筒部24的外径小于第1圆筒部12的外径。在将第2壳体10与第1壳体8组装后，下游侧流道4b与上游侧流道4a同轴。第2圆筒部24的上端侧的外周面向外侧突出用以固定窜气管。第2壳体10具有：第2接合部26，其从第2圆筒部24的下端侧的外周面向外侧延伸，与第1壳体8的第1接合部20接合，且在俯视时呈圆环状；以及突出部28，其从第2接合部26的、在俯视时呈半圆状的侧表面的整个下侧向与第1壳体8的盖部22相同的方向突出。突出部28具有：基部28a，其从第2接合部26的侧表面向一侧方延伸；和L形部28b，其从基部28a向上方延伸后，向一侧方延伸呈L字状。第1接合部20和盖部22组装后的外周面与第2接合部26和基部28a组装后的外周面这两个外周面相适配，并相互焊接安装。突出部28的详细的结构和与其相关联的部件一起在后面说明。

在壳体6的流道4内配置有阀体30，该阀体30能够就位于阀座18。阀体30以树脂或金属为原材料。阀体30具有：主体部32，其呈大致圆柱形状；和圆环状的凸缘34，其形成在主体部32的下端。在主体部32的上端面和侧周面之间形成有切口面36。主体部32的外径，其上侧比下侧稍小，并且，比上游侧流道4a直径小，且比下游侧流道4b的直径稍小，以使阀体30能够在流道4内沿上下方向移动。凸缘34的外径比流入孔14的内径大，以使凸缘34的下表面能够就位于阀座18。

第1压缩螺旋弹簧38以环绕阀体30的主体部32的方式配置。第1压缩螺旋弹簧38的下端与凸缘34的上表面接触。

向阀体30导热的导热体40，其一端侧以被第1壳体8及第2壳体10夹持的方式配置在壳体6内。导热体40呈将平板弯曲约90°的形状，被第1壳体8及第2壳体10夹持的一端侧的放热部42以与上下方向垂直的方式配置，另一端侧的受热部44以向上方弯曲并与上下方向平行的方式配置。导热体40以金属或陶瓷制等热传导率极高的物质为原材料，且该物质是不会被窜气腐蚀的、具有耐腐蚀性的物质或被防腐蚀处理的物质。

在放热部42形成有在上下方向贯通的圆形的通孔46，该通孔46与流道4同轴形成，并连通上游侧流道4a和下游侧流道4b。通孔46的内径比第1圆筒部12的内径小，与第2圆筒部24的内径大致相等。因此，通孔46的内周面及放热部42的下表面的通孔46的周缘部48在流道4露出。在阀体30就位于阀座18的状态下，第1压缩螺旋弹簧38的上端稍离开周缘部48，当PCV阀2的开度达到规定的开度以上时，第1压缩螺旋弹簧38的上端与周缘部48接触，第1压缩螺旋弹簧38对阀体30向阀座18施力。另外，也可以如下这样：在阀体30就位于阀座18的状态下，第1压缩螺旋弹簧38的上端与周缘部48接触，第1压缩螺旋弹簧38始终对阀体30向阀座18施力。阀体30插入通孔46，在阀体30就位于阀座18的状态下，放热部42的上表面和阀体30的上端位于大致相同的高度。另外，阀体30的切口面36在上下方向的长度小于放热部42在上下方向的厚度。由于阀体30的主体部32的外径比通孔46的内径稍小，因此窜气流动的阀体30和通孔46的内周面之间的间隙非常狭窄。

导热体40通过嵌件成型安装于第2壳体10，因此，从第2壳体10的第2接合部26直到突出部28形成有收装孔50，受热部44以埋设于该收装孔50的方式收装于该收装孔50。因此，收装孔50形成为朝向流道4开口的有底孔。另外，导热体40的放热部42的外边缘也以埋设于第2壳体10的方式安装，放热部42的整个上表面侧与第2壳体10抵接，通孔46的内周面和第2圆筒部24的内周面平滑连续，通孔46周边的放热部42的下表面侧不与第2壳体10抵接。

对受热部44加热的加热机构52配置为：以流道4为基准而言，比受热部44更靠外侧。在第2壳体10的突出部28形成有向下方开口的腔室54，加热机构52配置在腔室54内。腔室54的下方的开口被第1壳体8的盖部22覆盖。腔室54的下方的开口的周缘部分和盖部22周缘的接触区域，通过超声波焊接接合。另外，在盖部22设置有伸入腔室54内的凸部56，该凸部56用于防止加热机构52落下。分隔壁58将收装孔50和腔室54隔开，加热机构52隔着分隔壁58对受热部44加热。分隔壁58由于用于传导热，因此越薄越理想，另外，即使该分隔壁58较薄，由于其不构成PCV阀2的外壁，因此不会对PCV阀2的强度造成较大影响。

构成加热机构52的第1电极60安装在分隔壁58的腔室54侧。第1电极60是将以金属为原材料的薄板以在剖视中呈90°的方式弯曲而成，其呈与导热体40的受热部44的形状相对应的形状，并紧贴分隔壁58。因此，第1电极60的上侧呈与上下方向平行的平板状，下侧呈与上下方向垂直的平板状。在腔室54内，在与第1电极60的上侧部分的安装面相向的面上安装有第2电极62。第2电极62以金属为原材料，呈大致平板状。在第2电极62的中央形成有以远离第1电极60的方式凹陷的凹部64。第1电极60和第2电极62通过嵌件成型安装在第2壳体10上。

在第1电极60和第2电极62之间配置有发热体66和第2压缩螺旋弹簧68。发热体66呈平板形状，该发热体66的表面面积与第1电极60的呈平板状的上侧部分的表面面积大致对应，其一方的表面以与第1电极60的上侧部分相适配的方式紧贴，且该发热体66以电连接的方式安装。第2压缩螺旋弹簧68具有导电性，其一端安装于第2电极62的凹部64，其另一端安装于发热体66的另一方的表面。因此，第2压缩螺旋弹簧68使第2电极62和发热体66电连接，并且对发热体66向第1电极60施力，以防止发热体66落下。发热体66由于电流流动而发热。发热体66优选是PTC加热器。PTC加热器是具有PTC(Positive TemperatureCoefficient)特性的加热器。PTC特性是随着温度上升电阻变大的特性。因此，PTC加热器在电压一定的情况下，随着温度上升在加热器流动的电流降低，因此，发热量也下降，从而具有以规定的温度保持稳定的性质。在将不具有上述性质的加热器作为发热体66使用时，优选附带温度传感器和根据温度传感器检测出的温度来对电流的接通与断开进行切换的开关。

由于加热机构52是由第2压缩螺旋弹簧68将发热体66按压在第1电极60上的结构，因此，能够确保发热体66和第1电极60之间的良好的导电性及导热性。通过设置腔室54，使上述的加热机构52的结构紧凑地集中在一起，从而能够容易地安装发热体66及第2压缩螺旋弹簧68。另外，由于第1电极60由热传导性良好、且比由PTC加热器形成的发热体66更容易加工的金属板形成，因此，以覆盖分隔壁58的腔室侧表面的方式加工及配置，能够容易地将由发热体66产生的热向导热体40传递。

第1壳体8的第1接合部20和第2壳体10的第2接合部26组装而形成上表面开口的环状的周向槽70，该周向槽70以环绕流道4的方式形成。分隔壁58的自由端在第2壳体侧划分形成该周向槽70的一部分。在周向槽70中嵌入作为密封部件的o型圈72，周向槽70的上表面的开口由导热体40覆盖。即，如图2所示，导热体40中露出于流道4的部分以外的部分，被第1壳体8的第1接合部20、第2壳体10的收装孔50及第2接合部26包围，第1接合部20和第2接合部26之间的边界由o型圈72密封，因此，流过流道4的窜气不会向PCV阀2的外部以及腔室54泄漏。换而言之，由于流道4和腔室54被气密隔离，因此即使导热体40的一部分在流道4露出，被收容在腔室54的加热机构52也不会与窜气接触。作为密封结构，也可代替o型圈72而将第1接合部20和第2接合部26以环绕流道4的方式焊接。

在第2壳体10的突出部28的L形部28b的自由端侧设置有用于使加热机构52与外部电源电连接的插座部74。插座部74朝向流道4的相反一侧开口，设置于插座部74内的2个端子76分别与第1电极60及第2电极62电连接，并通过嵌件成型安装于第2壳体10。

接下来，对PCV阀2的作用及效果进行说明。

在引擎处于停止状态时，由于上游侧的曲轴箱和下游侧的吸气系统之间没有压差，因此，阀体30因重力而就位于阀座18。在气温较低时，在形成流道4的壳体6的内周面及阀体30附着的水分冻结。上述冻结水分是造成阻碍阀体30沿上下方向移动的主要原因。本实施方式的PCV阀2中，当对加热机构52通电时，发热体66发热，该热量顺次向分隔壁58、导热体40的受热部44、导热体40的放热部42传递。如此，放热部42的热量使在阀体30和导热体40之间冻结的水分融化，从而阀体30能够移动。在阀体30的侧表面冻结的水分随着阀体30的上升而接触或接近放热部42，从而融化，因此不会阻碍阀体30的上下移动。另外，放热部42的热量经阀体30自身、第1圆筒部12、第2圆筒部24及流道4内的空气传递，另外，在第1压缩螺旋弹簧38的上端与导热体40接触后也向第1压缩螺旋弹簧38传递，由此使附着在阀体30的下侧、第1圆筒部12及第2圆筒部24的内周面的冻结水分融化。

与车辆的附件(Acc)系统的电源、引擎的起动联动，而对加热机构52通电时，能够使PCV阀2内的冻结水分迅速融化，在通常情况下或根据气温对加热机构52通电时，能够预防冻结。

据此，在防止PCV阀2内的水分冻结的情况下，起动引擎时，在曲轴箱和吸气系统之间产生压差，基于该压差产生的向上的力大于阀体30的重力，阀体30上升而离开阀座18，阀体30的上端侧进入第2圆筒部24内，PCV阀2为打开状态，窜气在阀体30和第1圆筒部12、导热体40以及第2圆筒部24之间流动，向吸气系统供给。第1压缩螺旋弹簧38的上端与导热体40接触后，阀体30上升至基于压差产生的向上的力与阀体30的重力和第1压缩螺旋弹簧38的作用力这二者的合力达到平衡的位置，调整窜气的流量。

含有窜气或窜气成分的水分侵入导热体40与第1壳体8或第2壳体10接触的界面。从上述界面流出的出口为流道4或o型圈72嵌入的周向槽70的任意一种。含有返回流道4的窜气或窜气成分的水分，被吸引入吸气系统。由于第1接合部20和第2接合部26之间由o型圈72密封，因此，到达周向槽70的窜气或含有窜气成分的水分，不会侵入周向槽70下方的第1壳体8与第2壳体10接触的界面。因此，配置于腔室54的加热机构52与流道4气密隔离，而不会暴露于窜气或含有窜气成分的水分中。因此，不需要对加热机构52实施防腐蚀处理，从而能够削减成本。

由于PCV阀2具有加热机构52，因此，如利用由引擎产生的热的情况那样，无需使整个阀均为金属。因此，能够将树脂作为壳体6及阀体30的原材料，从而实现PCV阀2的轻量化。

另外，导热体40为板状部件，受热部44呈相对于放热部42朝上方折曲大约90度的形状，由此，腔室54的大部分及插座部74被收纳于呈L字状的突出部28。因此，PCV阀2的形状不会妨碍PCV阀2向盖罩组装，也容易将外部电源安装于插座部74。

以上是对具体的实施方式的说明，但本发明不局限于上述实施方式，能够在更大范围进行变形实施。例如，导热体也可不弯曲，而为呈平板状的部件。另外，壳体也可不分割而是形成为一体，由加热机构从壳体的外部对通过嵌件成型安装且露出于窜气流道的流道导热体进行加热。

【附图标记说明】

PCV阀；4流道；6壳体；8第1壳体；10第2壳体；12第1圆筒部；14流入孔；18阀座；24第2圆筒部；28突出部；30阀体；32主体部；34凸缘；38第1压缩螺旋弹簧；40导热体；42放热部；44受热部；46通孔；50收装孔；52加热机构；54腔室；58分隔壁；60第1电极；62第2电极；66发热体；68第2压缩螺旋弹簧；70周向槽；72o型圈；74插座部。

Claims

1.一种PCV阀，具有：

壳体，其形成窜气的流道；

阀体，其配置在所述流道内，与设置于所述壳体的阀座相配合；

弹簧，其对所述阀体向所述阀座施力；

导热体，其具有围绕所述阀体的放热部；和

加热机构，其与所述流道气密隔离，具有对所述导热体进行加热的发热体，其特征在于，

在所述壳体上形成有朝向所述流道开口的收装孔，该收装孔收装受热部，该受热部形成所述导热体的一端侧，

所述加热机构隔着分隔壁对所述导热体的所述受热部进行加热，其中，所述分隔壁划分形成所述收装孔的至少一部分，

所述导热体的所述放热部中接近所述阀体的部分，在所述流道中露出。

2.根据权利要求1所述的PCV阀，其特征在于，

所述壳体具有形成所述流道的上游侧的第1壳体和形成所述流道的下游侧的第2壳体，

还具有环状部件，所述流道贯通该环状部件，该环状部件与所述第1壳体及所述第2壳体双方抵接，在整个周面上对所述第1壳体和所述第2壳体之间的接合部进行密封。

3.根据权利要求1所述的PCV阀，其特征在于，

所述壳体具有：第1壳体，其以树脂为原材料，形成所述流道的上游侧；和第2壳体，其以树脂为原材料，形成所述流道的下游侧，

围绕所述流道的所述第1壳体和所述第2壳体之间的接合部通过焊接密封。

4.根据权利要求1所述的PCV阀，其特征在于，

所述导热体的所述受热部的顶端侧、所述分隔壁和所述发热体分别呈平板状并被层叠。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的PCV阀，其特征在于，

所述发热体由PTC加热器构成。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的PCV阀，其特征在于，

在所述壳体上还形成有收装所述加热机构的腔室，

所述加热机构具有：第1电极，其被夹持于所述分隔壁和所述发热体之间；导电性压缩螺旋弹簧，其一端侧按压所述发热体；以及第2电极，其安装于与所述分隔壁相向的所述腔室的内表面，被所述压缩螺旋弹簧的另一端侧按压。

7.根据权利要求1～4中任意一项所述的PCV阀，其特征在于，

所述导热体由板状的金属构成，在所述放热部形成有供所述阀体插入的通孔。