CN113272530B - 在流动方向上持续受限且在相反方向上自由流动的曲轴箱通风系统 - Google Patents

在流动方向上持续受限且在相反方向上自由流动的曲轴箱通风系统 Download PDF

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Abstract

一种用于内燃机的缺口检测系统，其具有曲轴箱、进气歧管、强制式曲轴箱通风阀、其中具有流动控制系统的曲轴箱通风管以及在流动控制系统和曲轴箱之间的压力传感器。流动控制系统将曲轴箱通风管细分成多个并行导管——第一导管和第二导管，第一导管具有常闭止回阀，该常闭止回阀在从进气口到曲轴箱的第一方向上的第一预选压降下打开，第二导管具有第二止回阀或限制轮廓，第二止回阀在与第一方向相反的第二方向上的第二预选压降下打开，限制轮廓具有在第一方向和第二方向上均相同的第三预选压降。当压力传感器检测不到压降时，系统中存在缺口。

Description

在流动方向上持续受限且在相反方向上自由流动的曲轴箱通 风系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年1月11日提交的第62/791,113号的美国临时申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本申请涉及一种曲轴箱通风缺口检测系统，该系统在正常流动方向上的流动受到持续限制，而在相反方向上自由流动，更具体地涉及这样一种系统，该系统通过并行构造的调整孔口和至少一个止回阀来实现上述目的。
背景技术
在汽车发动机中，真空发生器和/或附件的开/关操作经常由闸阀控制，在闸阀中，刚性闸穿过导管布置，以阻止流体(在该示例性应用中为空气)流过阀。在自动阀或“命令”阀中，闸通常由螺线管致动，并响应于施加到螺线管线圈的电流而打开或关闭。这些螺线管驱动的闸阀还倾向于包括螺旋弹簧、隔膜或将闸朝向无动力的“常开”或“常闭”位置偏置的其它偏置元件。
理想地将发动机曲轴箱中的压力保持为接近大气压力(大气压+/-5kPa)。此外，希望能够检测曲轴箱通风系统(从新鲜空气到歧管的路径，包括所有流动通道和通道连接)中的任何泄漏，以确保曲轴箱气体受到适当的管控，从而避免过多的污染物排放到大气中。为了达到这些条件，需要空气自由流入(最小限制)曲轴箱中，可以将其切换到受限开口，以便进行压力完整性检查(并且不在曲轴箱中产生过大的负压)。闸阀方法虽然成功，但是其更贵、更重并且占用发动机空间。希望有一种能够实现对曲轴箱通风系统进行压力完整性检查的更具成本效益且更紧凑的系统，尤其是本文公开的不需要任何电连接来移动致动器(诸如螺线管)以操作阀的系统。
发明内容
在所有方面，公开了一种用于内燃机的缺口检测系统，其具有曲轴箱、进气歧管、强制式曲轴箱通风阀、其中具有流动控制系统的曲轴箱通风管、以及位于流动控制系统和曲轴箱之间的压力传感器。流动控制系统将曲轴箱通风管细分成多个并行导管——第一导管和第二导管，第一导管具有常闭止回阀，常闭止回阀在从进气口到曲轴箱的第一方向上在第一预选压降下打开，第二导管具有第二止回阀或限制轮廓，第二止回阀在与第一方向相反的第二方向上在第二预选压降下打开，限制轮廓具有在第一方向和第二方向上均相同的第三预选压降。当压力传感器没有检测到压降时，则系统中存在缺口。
在一个实施例中，流动控制系统包括第二导管中的限制轮廓，并且内燃机是自然吸气式发动机，并且第一预选压降大于第三预选压降。
在另一个实施例中，内燃机具有涡轮增压器，并且曲轴箱通风管连接在涡轮增压器的压缩机的上游处。流动控制系统包括第二导管中的第二止回阀，并且第二预选压降等于或小于第一预选压降。
在又一个实施例中，流动控制系统包括第二导管中的第二止回阀，并且还包括与第一导管和第二导管并行的第三导管，第三导管具有限制轮廓，该限制轮廓具有在第一流动方向和第二流动方向上均相同的第三预选压降。这里，第一预选压降大于第三压降，并且第二压降等于或小于第三压降。
在所有方面，常闭止回阀限定内腔，弹性柔性盘安置在该内腔中并通过延伸到内腔中的多个指状物抵靠第一座而保持在关闭位置，其中从第一座穿过弹性柔性盘到多个指状物的压降将弹性柔性盘弯曲到打开位置，或者常闭止回阀限定内腔，半球形提升阀密封构件安置在该内腔中并抵靠环形座保持在关闭位置。半球形提升阀止回阀的环形座在穿过止回阀的纵向横截面中限定凸形球半径(convex spherical radius)，并且在关闭位置，半球形提升密封构件的凸表面与环形座的凸形球半径密封接合。在该变型中，环形座和半球形提升阀密封构件中的一者或两者包括弹性密封材料环，以限定环形座的凸形球半径或者半球形提升阀密封构件的凸表面的在关闭位置接合环形座的部分。
在所有方面，第二止回阀限定内腔，密封盘在内腔中浮动并基于系统中的压降在打开位置和关闭位置之间平移。第二止回阀是常中立止回阀。
在一个实施例中，用于内燃机的缺口检测系统具有曲轴箱、进气歧管、强制式曲轴箱通风阀、其中具有流动控制系统的曲轴箱通风管、以及位于流动控制系统和曲轴箱之间的压力传感器。曲轴箱通风管具有从进气口到曲轴箱的第一流动方向和与第一流动方向相反的第二流动方向，并细分为流动控制系统。流动控制系统将曲轴箱通风管细分成多个并行导管——第一导管、第二导管和第三导管，第一导管具有常闭止回阀，常闭止回阀在第一流动方向上在第一预选压差下打开，第二导管具有第二止回阀，第二止回阀在与第一方向相反的第二方向上在第二预选压差下打开，第三导管具有节流孔口，该节流孔口允许在低于第一预选压差的压差下在第一流动方向和第二流动方向上的流动。当压力传感器没有检测到压降时，则系统中存在缺口。在该实施例的所有方面，第一止回阀是常中立止回阀。
在所有方面，内燃机具有涡轮增压器，并且曲轴箱通风管连接在涡轮增压器的压缩机的上游处。
常闭止回阀限定内腔，弹性柔性盘安置在该内腔中并通过延伸到内腔中的多个指状物抵靠第一座而保持在关闭位置，其中从第一座穿过弹性柔性盘到多个指状物的压降将弹性柔性盘弯曲到打开位置，或者半球形提升阀密封构件安置在该内腔中并抵靠环形座保持在关闭位置。环形座在穿过止回阀的纵向横截面中限定凸形球半径，并且在关闭位置，半球形提升阀密封构件的凸表面与环形座的凸形球半径密封接合。在第一实施例中，第一阀限定内腔，密封盘在该内腔中浮动并仅基于系统中的压降在打开位置和关闭位置之间平移。在第二实施例中，环形座和半球形提升阀密封构件中的一者或两者包括弹性密封材料环，以限定环形座的凸形球半径或者半球形提升阀密封构件的凸表面的在关闭位置接合环形座的部分。在所有实施例中，第二止回阀是常中立止回阀，并且限定内腔，密封盘在该内腔中浮动并基于系统中的压降在打开位置和关闭位置之间平移。
在所有方面，三个并行导管中的第三导管具有对称的限流器轮廓，使得在相同的压差下发生在第一方向和第二方向上通过限流器的流动，并且第二预选压差低于第一预选压差。
附图说明
图1是具有曲轴箱通风缺口检测系统的涡轮增压发动机的示意图，该曲轴箱通风缺口检测系统限定流动控制系统，该流动控制系统具有三个并行的导管路径，一个导管路径具有限流器，并且另两个导管路径分别具有止回阀，止回阀控制在预选的发动机条件下在相反方向上的流动。
图2是具有曲轴箱通风缺口检测系统的自然吸气式发动机的示意图，该曲轴箱通风缺口检测系统限定流动控制系统，该流动控制系统具有两个并行的导管路径，一个导管路径具有限流器，并且另一个导管路径具有止回阀，止回阀控制在朝向曲轴箱的流动方向上的流体流动。
图3是涡轮增压发动机的曲轴箱通风缺口检测系统的示意图，该曲轴箱通风缺口检测系统具有流动控制系统，该流动控制系统具有并行的导管路径，每个导管路径具有止回阀，止回阀控制在预选的发动机条件下在相反方向上的流动。
图4是常闭止回阀的纵向横截面，该常闭止回阀具有伸入到室中以将密封盘保持在关闭位置的指状物。
图5是图4的常闭止回阀的纵向横截面，其中密封盘在打开位置弹性地弯曲。
图6是止回阀的一部分的一个实施例的俯视平面图，止回阀的该部分限定用于密封盘的第一座。
图7是具有浮动在其中的阶梯形盘的止回阀。
图8是图7的止回阀的纵向横截面视图。
图9是限流器轮廓的纵向横截面视图。
图10是止回阀的前立体图。
图11是处于关闭位置的止回阀的一个实施例的纵向横截面视图。
图12是图11的处于打开位置的止回阀的纵向横截面视图。
图13是图11的圆圈A中的密封件的放大视图。
图14是止回阀的第二实施例的止回阀室的纵向横截面视图。
图15是止回阀的第三实施例的止回阀室的纵向横截面视图。
具体实施方式
以下具体实施方式将说明本发明的总的原理，其示例在附图中另外示出。在附图中，类似的附图标记表示相同或功能相似的元件。
如本文中所使用的，“流体”是指任何液体、悬浮物、胶体、气体、等离子体或其组合。
如本文中所使用的，“常闭”止回阀处于关闭位置，直到入口和出口之间的压差(压力变化)足以克服将提升阀保持在关闭位置的弹簧。“常中立”止回阀既不打开也不关闭，并且取决于是否有足够的压差来克服提升阀的最小质量以处于打开位置或关闭位置，这取决于流动方向。
图1示出了发动机系统100的一个实施例，其可以是为涡轮增压或超级增压系统的车辆发动机系统。然而，在其它实施例(诸如图2)中，发动机系统可以是自然吸气式发动机。发动机系统100配置成燃烧积聚在其至少一个部件中的燃料蒸汽，并包括多缸内燃机110。发动机系统100从进气口112接收空气，进气口112可以包括空气过滤器113(也称为空气滤清器)。图1的发动机系统是具有涡轮增压器114的涡轮增压发动机系统，但是同样可以是超级增压发动机系统。涡轮增压器114的压缩机115从进气口112接收空气，压缩空气，并引导压缩空气(或增压空气)向下游流动通过增压空气冷却器或中间冷却器116并然后到达节气门118。节气门118控制发动机110的压缩机115和进气歧管120之间的流体连通。可使用已知技术来操作节气门118，以改变提供给发动机的进气歧管120和气缸的进气量。在可替代的实施例中，中间冷却器116可以定位在节气门的下游，并且因此可容纳在进气歧管中。
进气歧管120配置成向位于发动机缸体122内的发动机110的多个燃烧室供应进入的空气或空气燃料混合物。燃烧室通常布置在填充有润滑剂的曲轴箱124上方，使得燃烧室的往复活塞使位于曲轴箱124中的曲轴(未示出)旋转。未燃烧的燃料和其它燃烧产物可以从发动机缸体逸出经过每个活塞和/或阀引导件而进入曲轴箱124中。曲轴箱中产生的通常称为“窜气”的气体如果不从曲轴箱124中排出，可能会对曲轴箱124进行过度加压。发动机110包括曲轴箱通风(CV)系统，该CV系统用于将窜气从曲轴箱124排放到进气歧管120。
仍然参考图1，CV系统包括强制式曲轴箱通风阀126和导管，该强制式曲轴箱通风阀126在曲轴箱124和进气歧管120之间流体连通，以调节窜气从曲轴箱到进气歧管的流动，该导管被称为曲轴箱通风管128，其将曲轴箱124(特别是窜气)放置成与来自进气口112的清洁空气流体连通。这里，曲轴箱通风管128在压缩机115的上游处进行流体连通。曲轴箱通风管128分成流动控制系统130，流动控制系统130包括位于流动控制系统130和曲轴箱124之间的压力传感器140。在流动控制系统中，压力传感器140没有检测到压降表明系统中存在缺口。
图1的实施例中的流动控制系统130包括三个并行的导管，一个导管132限定限制轮廓133，另一个导管134具有控制从进气口通过其到曲轴箱的流动的常闭止回阀135，并且又一个导管136具有控制从曲轴箱通过其到进气口的流动的第二止回阀139。常闭止回阀135在第一预选压降下打开，第二止回阀在第二预选压降下打开，并且限制轮廓具有在通过其的任一流动方向上相同的第三预选压降。第一方向D1(正常流动方向)是从压缩机上游的进气口到曲轴箱，而第二方向D2与第一方向相反。
图1的流动控制系统被设置成使常闭止回阀135的第一预选压降大于限流器133的第三压降，并且第二止回阀139的第二压降小于或等于限流器133的第三压降。第一压降、第二压降和第三压降的范围为约1.5kPa至约4kPa，更优选为约2.5kPa至约3.5kPa。本文的“约”是指+/-0.5kPa。在一个实施例中，第三压降设定为约2.8kPa。
下面参考图4-6和图10-15详细描述常闭止回阀135的实施例。下面参考图7和图8详细描述第二止回阀139。
参考图9，示出了导管路径132的限流器轮廓300。限流器轮廓300具有对称的镜像的上游和下游部分302、304。当从横向横截面观察时，两个部分302、304都是圆形的，并且每个都沿其长度根据抛物线函数或双曲线函数而变窄，并且在喉部306处相遇。喉部直径是决定或设定最大质量流量的参数。喉部直径越大，相当于质量流量越大。这里，喉部直径的范围为约2mm至5mm，更优选为约2mm至约3mm。对于喉部直径，“约”表示+/-0.1mm。
现在参考图2，示出了自然吸气式发动机系统100’。发动机系统100’从进气口112接收空气，进气口112可以包括空气过滤器113(也称为空气滤清器)，并将空气引导至节气门118。节气门118控制发动机110的进气口112和进气歧管120之间的流体连通。可使用已知技术来操作节气门118，以改变提供给发动机的进气歧管120和气缸的进气量。进气歧管120配置成向位于发动机缸体122内的发动机110的多个燃烧室供应进入的空气或空气燃料混合物。燃烧室通常布置在填充有润滑剂的曲轴箱124上方，使得燃烧室的往复活塞使位于曲轴箱124中的曲轴(未示出)旋转。未燃烧的燃料和其它燃烧产物可从发动机缸体逸出经过每个活塞和/或阀引导件而进入曲轴箱124中。曲轴箱中产生的通常称为“窜气”的气体如果不从曲轴箱124中排出，可能会对曲轴箱124过度加压。发动机110包括曲轴箱通风(CV)系统，该CV系统用于将窜气从曲轴箱124排放到进气歧管120。
仍然参考图2，CV系统包括强制式曲轴箱通风阀126和导管，该强制式曲轴箱通风阀126在曲轴箱124和进气歧管120之间流体连通，以调节窜气从曲轴箱到进气歧管的流动，该导管被称为曲轴箱通风管128，其将曲轴箱124(特别是窜气)放置成与来自进气口112的清洁空气流体连通。这里，曲轴箱通风管128在节气门118的上游处进行流体连通。曲轴箱通风管128分成流动控制系统130’，流动控制系统130’包括位于流动控制系统130’和曲轴箱124之间的压力传感器140。在流动控制系统中，压力传感器140没有检测到压降表明系统中存在缺口。
图2的实施例中的流动控制系统130包括两个并行的导管，一个导管132限定限制轮廓133，另一个导管134具有常闭止回阀135，该常闭止回阀135控制从进气口通过其到曲轴箱的流动。常闭止回阀135在预选压降下打开，并且限制轮廓具有在通过其的任一流动方向上相同的预选压降。图2的流动控制系统设定成使常闭止回阀135的预选压降大于限流器133的压降。压降的范围为约1.5kPa至约4kPa，更优选为约2.5kPa至约3.5kPa。本文的“约”是指+/-0.5kPa。在一个实施例中，为限流器133所选择的压降为约2.8kPa。
现在参考图3，示出了发动机系统100”，其类似于图1的发动机系统100，除了流动控制系统(这里称为流动系统130”)具有两个并行的止回阀，这两个并行的止回阀在不存在具有限流器的导管路径的情况下控制相反方向上的流动。这里，一个导管134具有控制从进气口通过其到曲轴箱的流动的常闭止回阀135，而另一个导管136具有控制从曲轴箱通过其到进气口的流动的第二止回阀139。常闭止回阀135在第一预选压降下打开，以控制在第一方向D1(正常流动方向)上的流动，而第二止回阀在第二预选压降下打开，以控制在与第一方向相反的第二方向D2上的流动。
图3的流动控制系统130”设定为使第二止回阀139的第二压降小于或等于常闭止回阀135的第一压降。第一压降和第二压降的范围为约0.5kPa至约7kPa，更优选为约1.5kPa至约4kPa，更优选为约2.5kPa至约3.5kPa。本文的“约”是指+/-0.5kPa。在一个实施例中，第一压降设定为约3.5kPa。
所有实施例的常闭止回阀135可以是如图4和图5所示的不存在弹簧的“强制关闭”止回阀。常闭止回阀135限定内腔216，弹性柔性盘236安置在内腔216中并通过延伸到内腔中的多个指状物230抵靠第一座202保持在图5的关闭位置，其中从第一座202穿过弹性柔性盘236到多个指状物230的压降将弹性柔性盘弯曲到图5所示的打开位置。
止回阀200包括壳体214，壳体214限定内腔216，内腔216中具有销218，密封盘236安置在销218上。壳体214限定与内腔216流体连通的第一端口222和与内腔216流体连通的第二端口224。壳体214可以是多件式壳体，其中各部件通过液密密封215连接在一起。内腔216通常具有比第一端口222和第二端口224更大的尺寸。销218中心地定位在内腔216内，并且如图6所示，在第10,107,240号美国专利中公开的任何配置中的包括连接肋227和/或局部肋228的多个肋226从销218径向向外延伸或朝向销218延伸，以将通向内腔216的流动路径细分成多个导管，从而当止回阀200弹性弯曲到图5所示的打开位置时，引导围绕密封盘236周边的流体流动。
多个肋226可以都是连接肋227，或者可以既包括连接肋227又包括相邻连接肋之间的一个或多个局部肋228。当多个肋226都是连接肋227时，通常有五个或六个肋，但不限于此。图6是具有局部肋228的六个连接肋227构造的示例。局部肋可以在轴向上具有相同的长度，或者如图6所示，局部肋可以具有不同的长度，图6具有6×3的肋构造。肋构造描述为表示连接肋的数量与在相邻连接肋之间的局部肋的数量。其它示例性实施例可以具有6×2的肋构造、6×1的肋构造或5×1的肋构造以及许多其它变型。
在所示的实施例中，第一端口222和第二端口224彼此相对定位，但不限于这种构造。在另一实施例中，第一端口和第二端口可以以小于180度的角度相对于彼此定位。壳体214的限定内腔216的部分包括内部第一座202(这里共同地为第一环形密封珠(seal bead)204和第二环形密封珠206)，当止回阀“关闭”时，密封盘236安置在其上。第二环形密封珠206在第一环形密封珠204的径向内侧。第二座208由多个径向间隔开的指状物230限定，指状物230从内腔216的更靠近第二端口224的内表面延伸到内腔216中。多个径向间隔开的指状物230具有预选长度，当密封盘236抵靠第一座202安置时，该预选长度使多个径向间隔开的指状物230与密封盘230直接接触，从而将密封盘236保持在图4所示的关闭位置或迫使密封盘236处于图4所示的关闭位置。
第一端口222和第二端口224可以各自限定或包括远离内腔216延伸的细长连接器，该细长连接器在其外表面上或在其端部具有连接器特征225，连接器特征225用于连接内部通道以在图1-图3中任一所示的曲轴箱通风缺口检测系统内实现流体连通。
图4和图5中所示的密封盘236是如共同拥有的美国专利第10,107,240号中所述的阶梯形盘，但不一定局限于此。盘236可以是平坦的扁平盘。阶梯形盘是具有相对于第一座202及其第一环形密封珠204、第二环形密封珠206及其肋226的形状和构造的盘。密封盘236具有阶梯形的纵向横截面轮廓，从外径向内朝向内径，在盘的相对的上表面237和下表面238上依次有两个镜像向上的阶梯，然后有一个镜像向下的阶梯。参考图4，以另一种方式描述，密封盘236具有可以抵靠第一环形密封珠204安置的第一密封部分312和可以抵靠第二环形密封珠206安置的第二密封部分316。第一密封部分312和第二密封部分316各自具有第一厚度T1(即通常厚度相同)。密封盘236具有位于第一密封部分312和第二密封部分316之间的中间部分314，该中间部分314具有大于第一厚度T1的第二厚度T2，并且具有唇部318，唇部318限定密封盘236的外周边并且具有小于第一厚度T1的第三厚度T3。T2比T1大约10％至约80％，更优选比T1大约30％至约60％。唇部318的厚度T3比T1小约20％至约80％，更优选比T1小约30％至约50％。密封盘236通过指状物230抵靠第一座202保持在关闭位置，并且是弹性柔性的以响应于穿过止回阀200的预选压降而朝向第二座208弯曲。密封盘236在关闭位置的扁平形状和打开位置的浅碗形状之间来回转换。当从第一座202的一侧到第二座208有压降时，即从第一端口222到第二端口224有压降时，密封盘236容易弯曲。
密封盘236具有穿过其中的中心孔239(在图5中标记出)，该中心孔239接收销218。销218充当对准构件以将密封盘236保持在其操作位置，使得盘的弹性弯曲不会导致盘在室216内行进。密封盘236可以是或包括适于与来自内燃机的曲轴箱通风系统的窜气流体连通的弹性材料，即，当暴露在与这种环境相关联的温度和压力下时密封盘236是耐久的。在一个实施例中，密封盘236可以是或包括天然橡胶、合成橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、氟碳橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、聚四氟乙烯(PTFE)及其组合中的一者或多者，但不限于此。
现在参考图7和图8，第二止回阀139(其为常中立止回阀)限定内腔316，密封盘336在内腔316中浮动并基于系统中的压降在打开位置和关闭位置之间平移。止回阀139具有壳体314，壳体314限定内腔316，内腔316中具有销318，密封构件336(诸如上面描述的阶梯形盘)安置在销318上，并且壳体314限定与内腔316流体连通的第一端口322和与内腔316流体连通的第二流体端口324。壳体314可以是多件式壳体，其中各部件通过液密的密封连接在一起。内腔316通常具有比第一端口322和第二端口324更大的尺寸。销318中心地定位在内腔316内，并且在上述任一构造中的如图6所示的由连接肋227和/或局部肋228组成的多个肋226从销318径向向外延伸或朝向销318延伸，以将通向内腔的流动路径细分成多个导管，从而当止回阀139处于如图8所示的打开位置时，引导围绕密封构件336周边的流体流动。
在所示的实施例中，第一端口322和第二端口324彼此相对定位，但不限于这种构造。在另一实施例中，第一端口322和第二端口324可以以小于180°的角度相对于彼此定位。壳体314的限定内腔316的部分包括内部第一座302(这里共同地为第一密封珠304和第二密封珠306)和第二座308，当止回阀“关闭”时，密封构件336安置在第一座302上，当止回阀“打开”时，密封构件安置在第二座308上。这里，第二座30为多个径向间隔开的指状物330，指状物330从内腔316的更靠近第二端口324的内表面延伸到内腔316中。
第一端口322和第二端口324可以各自包括从其延伸的导管的一部分，该部分可以包括在其外表面上或在其端部的连接器特征，用于连接由导管限定的内部通道，以实现系统内的流体连通。
现在转到图10-图15，公开了常闭止回阀135的替代实施例。止回阀400具有壳体402，壳体402具有限定第一端口405的第一壳体部分404和限定第二端口407的第二壳体部分406，第一壳体部分404和第二壳体部分406在凸缘408处通过液密密封地固定在一起，并且共同限定内腔410。第一端口405和第二端口407都与内腔410流体连通。内腔410通常具有比第一端口405和第二端口407更大的尺寸。在所示的实施例中，当半球形提升阀密封构件414不存在时，第一端口405和第二端口407彼此相对定位，以限定穿过止回阀400的大致线性的流动路径，但不限于这种构造。在另一实施例中，第一端口和第二端口可以以小于180度的角度相对于彼此定位。
内腔410通常为球形，并限定用于与半球形提升阀密封构件414接合的环形座412，该半球形提升阀密封构件414可以在抵靠环形座412的关闭位置(图11)和打开位置(图12)之间平移。内腔410的大致球形形状与半球形提升阀密封构件414的形状互补，并在打开位置提供低限制流动路径。如图11和图12所示，穿过止回阀400的纵向横截面中的环形座412限定如图13中箭头413所示的凸形球半径。环形座的凸形球半径优选定位或形成在从第一端口405到内腔410中的过渡处。内腔410具有大致球形的形状，并且在关闭位置，如图13中箭头415所示的半球形提升阀密封构件414的凸表面与环形座412的凸形球半径413接合。
参考图13，凸表面-凸表面密封示出为放大图像。该密封形成切向密封界面，该界面对在关闭时半球形提升阀密封构件414的轻微错位不敏感。轻微错位的半球形提升阀密封构件仍具有良好的密封完整性，大约为0.5scc/m或更小。如图所示，在纵向横截面中，壳体402的内部具有以凸形球半径413为中心的局部“S”形曲线，基于附图相对于页面的定向，该曲线限定半球形提升阀密封构件和位于凸表面-凸表面密封上方和下方的壳体之间的间隙440、442。
回到图11和图12，为了有助于密封对准，内腔410具有销422，该销422中心地定位并且相对于环形座412突出到腔中。半球形提升阀414具有限定用于可选弹簧430的第一座418的杯形下侧416，并且具有从杯形下侧416朝向销422突出的中空杆420，并且将销422接收在其中，以使半球形提升阀密封构件414沿着销422平移。当弹簧430存在时，弹簧430的第一端432通过半球形提升阀密封构件414的杯形下侧416中的第一座418安置和保持，并且弹簧430的第二端434通过第二座424安置和保持，该第二座424由壳体402限定并突出到内腔中最接近销422的基部423。半球形提升阀密封构件414的杯形下侧416对图11中箭头所示的“非流动方向”上的流体流动提供了很大的限制，从而产生足够的力来将密封构件平移到关闭位置，如果希望的话，甚至不需要弹簧提供的弹簧力。
参考图11-图15，在所有实施例中，环形座412和半球形提升阀密封构件414中的一者或两者包括弹性密封材料环460(图11-图13)，以限定环形座412的凸形球半径413，或者限定半球形提升阀密封构件414的凸表面462的在关闭位置接合环形座412的部分(图14和图15)。弹性密封材料环460与第一壳体部分404的局部“S”形弯曲轮廓匹配(齐平)，以便在打开位置不产生流动限制，并且弹性密封材料环462与半球形提升阀密封构件414的半球形表面匹配(齐平)，以便在打开位置不产生流动限制。弹性密封材料环460、462插入模制或共同模制为环形座412(即第一壳体部分404)和半球形提升阀密封构件414中的一者或两者的一部分。弹性密封材料环460、462中的任一者或两者可以包括图13中最清楚地看到的环形唇464，以帮助将模制的弹性密封材料460、462保持在其相应构件中的适当位置。
弹性密封材料环460、462可以由含氟弹性体形成。合适的含氟弹性体包括但不限于聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯(polytrifluoromonochloroethylene)、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚二氟乙烯、聚四氟乙烯、氟硅橡胶、乙烯-四氟乙烯共聚物、六氟丙烯-四氟乙烯共聚物、六氟丙烯-二氟乙烯共聚物、全氟烷氧基四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯三元共聚物、或可在低压差(诸如5kPa)和高压差(诸如200kPa)下提供密封完整性的其它市售弹性材料、及其混合物。三元乙丙橡胶及其衍生物也适用于弹性密封材料环。
在所有实施例中，半球形提升阀密封构件414具有限定外缘417的杯形下侧416。提升阀可由聚甲醛、聚酰胺、聚丙烯、聚苯醚或聚亚苯基氧化物、或可满足应用的温度和强度要求的其它市售聚合物制成。
现在参考图14和图15，外缘417可以包括径向向外延伸的弹性凸缘419，在关闭位置，该弹性凸缘419与内腔410的表面形成间隙配合或过盈配合。该弹性凸缘419增强了半球形提升阀密封构件414在低逆流条件下关闭的能力。如图14所示，弹性凸缘419插入模制或共同模制到半球形提升阀密封构件414，并且可以包括插入到半球形提升阀密封构件414中的头部421。如图15所示的弹性凸缘419可以包括铰链特征423，该铰链特征423允许弹性凸缘419响应于系统中的压差而弯曲移开，以在打开位置保持对通过止回阀的流体流动的最小限制，即，凸缘419远离内腔410的表面朝向杆420和销422弯曲。
参考所有附图，第一壳体部分404远离第一端口405以双凸缘端426终止，其中双凸缘的内部凸缘427比双凸缘的外部凸缘408短，并且内部凸缘427的轮廓设置成位于第二壳体部分406的边缘428的径向内部，以共同地限定内腔410的大致球形形状。第一壳体部分的轮廓的球半径和/或球半径中心的径向位置略小于第二壳体部分的轮廓的球半径和/或球半径中心的径向位置，这产生了内部凸缘427与上述边缘428的“重叠”，并在止回阀400中提供了低限制流动路径以及低可听噪声。
如图14所示，第一壳体部分404的外部凸缘408和第二壳体部分406的边缘428可以具有卡扣配合连接450。在所有实施例中，第一壳体部分404和第二壳体部分406可以由适用于内燃机环境的塑料材料形成，并且可以旋转焊接在一起。如图14所示，第一壳体部分404的双凸缘端426可以包括位于内部凸缘427和外部凸缘408之间的密封材料环形珠452，以提供用于旋转焊接的附加材料。
再次参考图14，杆420的开口端472和销422的头部474可以具有卡扣配合特征470，以帮助在止回阀400的组装期间保持半球形提升阀密封构件414的位置。
在所有方面，壳体402通常由塑料模制而成，塑料诸如但不限于尼龙6、尼龙4/6、尼龙6/6、聚甲醛和/或其它市售塑料，这些塑料可在低压差(例如5kPa)和高压差(例如200kPa)下提供液密密封完整性，并且适用于能够经受101kPa至-80kPa之间的压力和-40℃至20℃之间的温度以及道路和天气状况和碎片的发动机操作系统。
止回阀400相比其它止回阀具有几个优点。一个优点是止回阀在低压差(诸如但不限于5kPA的压差)下打开，并且一旦打开就具有低流动限制。在打开位置的低流动限制是由于大致球形的内腔和半球形提升阀密封构件的上表面的组合形状所导致的(参见图12中的流动箭头)，更具体地，第一壳体部分的内部凸缘与第二壳体部分的边缘重叠，并且一旦密封地固定在一起就限定匹配的轮廓。这种构造还在打开时提供低可听噪声且在关闭时提供无泄漏密封。
应当注意的是，实施例的应用或使用不限于附图和说明书中示出的零件和步骤的构造和布置的细节。示意性实施例、构造和变型的特征可以在其它实施例、构造、变型和修改中实现或并入其中，并且可以以各种方式实践或执行。此外，除非另有说明，本文使用的术语和表达是为了描述本发明的示意性实施例以方便读者而选择的，而不是为了限制本发明而选择的。
已经详细描述了本发明并参考其优选实施例，显而易见的是，在不脱离由所附权利要求书限定的本发明范围的情况下，修改和变型都是可能的。

Claims (19)

1.一种内燃机的曲轴箱通风缺口检测系统，包括：
内燃机，所述内燃机具有曲轴箱和进气歧管；
强制式曲轴箱通风阀，所述强制式曲轴箱通风阀在所述曲轴箱和所述进气歧管之间流体连通，调节从所述曲轴箱到所述进气歧管的窜气的流动；
曲轴箱通风管，所述曲轴箱通风管与来自进气口的空气和所述窜气流体连通，并细分为流动控制系统；
其中所述流动控制系统包括：
多个并行导管，所述多个并行导管包括第一导管、第二导管和第三导管，所述第一导管具有常闭止回阀，所述常闭止回阀控制通过所述第一导管的流动，所述常闭止回阀在从所述进气口到所述曲轴箱的第一流动方向上在第一预选压降下打开，所述第二导管具有第二止回阀，所述第二止回阀在从所述曲轴箱到所述进气口的第二流动方向上在第二预选压降下打开，所述第三导管具有限制轮廓，所述限制轮廓具有在所述第一流动方向和所述第二流动方向上均相同的第三预选压降，其中所述第一预选压降大于所述第三预选压降，并且所述第二预选压降等于或小于所述第三预选压降；和
压力传感器，所述压力传感器定位在所述多个并行导管和所述曲轴箱之间，其中所述压力传感器没有检测到压降表明所述系统中存在缺口。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述内燃机具有涡轮增压器，并且所述曲轴箱通风管连接在所述涡轮增压器的压缩机的上游处。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第二预选压降等于或小于所述第一预选压降。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述常闭止回阀限定内腔，弹性柔性盘安置在该内腔中并通过延伸到该内腔中的多个指状物抵靠第一座而保持在关闭位置，其中从所述第一座穿过所述弹性柔性盘到所述多个指状物的压降将所述弹性柔性盘弯曲到打开位置。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第二止回阀限定内腔，密封盘在该内腔中浮动并基于所述系统中的压降在打开位置和关闭位置之间平移。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述常闭止回阀限定内腔，半球形提升阀密封构件安置在所述内腔中并抵靠环形座保持在关闭位置。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述环形座在穿过所述止回阀的纵向横截面中限定凸形球半径，并且在关闭位置，所述半球形提升阀密封构件的凸表面与所述环形座的所述凸形球半径密封接合。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述环形座和所述半球形提升阀密封构件中的一者或两者包括弹性密封材料环，以限定所述环形座的所述凸形球半径或所述半球形提升阀密封构件的所述凸表面的在所述关闭位置接合所述环形座的部分。
9.根据权利要求7所述的系统，其中所述第二止回阀限定内腔，密封盘在所述内腔中浮动并基于所述系统中的压降在打开位置和关闭位置之间平移。
10.一种内燃机的曲轴箱通风系统，包括：
内燃机，所述内燃机具有曲轴箱和进气歧管；
强制式曲轴箱通风阀，所述强制式曲轴箱通风阀在所述曲轴箱和所述进气歧管之间流体连通，以调节从所述曲轴箱到所述进气歧管的窜气的流动；
曲轴箱通风管，所述曲轴箱通风管与来自进气口的空气和所述窜气流体连通，所述曲轴箱通风管具有从所述进气口到所述曲轴箱的第一流动方向和与所述第一流动方向相反的第二流动方向，并细分为流动控制系统；
其中所述流动控制系统包括：
三个并行导管，所述三个并行导管中的第一导管具有第一止回阀，所述第一止回阀在第一预选压差下打开以实现所述第一流动方向上的流动，所述三个并行导管中的第二导管具有第二止回阀，所述第二止回阀在第二预选压差下打开以实现所述第二流动方向上的自由流动，并且所述三个并行导管中的第三导管具有限制孔口，所述限制孔口允许在低于所述第一预选压差的压差下在所述第一流动方向和所述第二流动方向上的流动，并且其中所述第二预选压差低于所述第一预选压差。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述内燃机具有涡轮增压器，并且所述曲轴箱通风管连接在所述涡轮增压器的压缩机的上游处。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一止回阀是常闭止回阀。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述常闭止回阀限定内腔，弹性柔性盘安置在该内腔中并通过延伸到该内腔中的多个指状物抵靠第一座而保持在关闭位置，其中从所述第一座穿过所述弹性柔性盘到所述多个指状物的压降将所述弹性柔性盘弯曲到打开位置。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述第二止回阀限定内腔，密封盘在该内腔中浮动并且仅基于所述系统中的压降在打开位置和关闭位置之间平移。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述常闭止回阀限定内腔，半球形提升阀密封构件安置在所述内腔中并抵靠环形座保持在关闭位置。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述环形座在穿过所述止回阀的纵向横截面中限定凸形球半径，并且在所述关闭位置，所述半球形提升阀密封构件的凸表面与所述环形座的凸形球半径密封接合。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述环形座和所述半球形提升阀密封构件中的一者或两者包括弹性密封材料环，以限定所述环形座的所述凸形球半径或所述半球形提升阀密封构件的所述凸表面的在所述关闭位置接合所述环形座的部分。
18.根据权利要求15所述的系统，其中所述第二止回阀是常中立止回阀，并且限定内腔，密封盘在该内腔中浮动并基于所述系统中的压降在打开位置和关闭位置之间平移。
19.根据权利要求10所述的系统，其中所述三个并行导管中的所述第三导管具有对称的限流器轮廓，使得在相同的压差下发生在所述第一流动方向和所述第二流动方向上通过所述限流器的流动。
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