CN113606320A - 一种防水通气塞、变速箱及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及一种防水通气塞、变速箱及车辆，防水通气塞包括主体、设在主体内的阶梯孔，阶梯孔包括内径依次增加的第一通孔、第二通孔和第三通孔、设在主体上的第一通道、与第二通孔滑动连接的导柱、固定在第三通孔内的固定环、两端分别抵接在导柱和固定环上的弹簧、设在第三通孔内的单向通气膜、固定在主体第二端上的防护盖、设在导柱内的第二通道以及排水通道，变速箱包括上述防水通气塞，车辆包括上述变速箱。本申请实施例公开的防水通气塞、变速箱及车辆，通过机械结构部件保证开启压力的稳定，同时能够避免润滑油进入通气塞内腔污染单向通气膜，单向通气膜还能够避免外界粉尘和水汽进入通气塞。

Description

一种防水通气塞、变速箱及车辆

技术领域

本申请涉及密封排气技术领域，尤其是涉及一种防水通气塞、变速箱及车辆。

背景技术

汽车变速箱中，通气系统是必不可少的，通气系统具有连通内部与外部空气和平衡压力等作用。目前，通气系统中使用的通气塞存在容易进水和通气膜沾油后堵塞等缺陷。

发明内容

本申请实施例提供一种防水通气塞、变速箱及车辆，通过机械结构部件保证开启压力的稳定，同时能够避免润滑油进入通气塞内腔污染单向通气膜，单向通气膜还能够避免外界粉尘和水汽进入通气塞。

本申请实施例的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种防水通气塞，包括：

主体，主体内设有阶梯孔，阶梯孔包括内径依次增加的第一通孔、第二通孔和第三通孔，第一通孔与主体的第一端连通，第三通孔与主体的第二端连通；

第一通道，设在主体的侧壁上，第一通道与外部大气连通；

导柱，与第二通孔滑动连接；

固定环，固定在第三通孔内；

弹簧，弹簧的两端分别抵接在导柱和固定环上；

单向通气膜，设在第三通孔内；

防护盖，固定在主体的第二端上，用于在主体的第二端处形成一通道，通道用于连通第三通孔与第一通道；

第二通道，设在导柱内，第二通道用于连通第二通孔和第三通孔；以及

至少一个排水通道，设在主体上，用于连通单向通气膜排气侧的空间与第一通道。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二通孔的底面与导柱靠近第一通孔的一端之间设有密封件。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述主体上设有环形接触面，环形接触面的外径大于主体的第一端的外径。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述主体的第一端上设有连接螺纹。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述主体的第一端上设有密封圈，密封圈位于环形接触面与连接螺纹之间。

在第一方面的一种可能的实现方式中，在第三通孔的轴线方向上，至少存在两个排水通道与第三通孔底面之间的距离不同。

在第一方面的一种可能的实现方式中，还包括设在第三通孔内的压环，压环用于将单向通气膜压在固定环上。

在第一方面的一种可能的实现方式中，压环上设有至少一个排水孔，至少存在一个排水孔和匹配的排水通道连通。

在第一方面的一种可能的实现方式中，排水孔的数量为多个，在压环的轴线方向上，至少存在两个排水孔与压环的同一个端面的距离不同。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二通道与第二通孔的连通处为多个。

在第一方面的一种可能的实现方式中，多个所述第二通道与第二通孔的连通处围绕导柱的轴线均匀设置。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述导柱包括第一部分和设在第一部分上的第二部分；

第一部分的外径大于第二部分的外径；

第二通道的第一端与第二部分的侧壁连通。

第二方面，本申请实施例提供了一种变速箱，包括如第一方面及第一方面任意可能实现方式中所述的防水通气塞。

第三方面，本申请实施例提供了一种车辆，包括如第二方面中所述的变速箱。

综上所述，本申请实施例提供的防水通气塞、变速箱及车辆，使用了机械式的密封方式，能够在压力增大时自动开启，压力恢复正常后自动关闭，能够避免油液进入使单向通气膜失效，还能够在进水后通过排水通道将内部的积水排出，保证排气工作能够正常进行。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种防水通气塞的结构示意图。

图2是基于图1给出的三维爆炸图。

图3是基于图1给出的一种防水通气塞处于开启状态时的示意图，图中箭头表示了气流方向。

图4是本申请实施例提供的一种主体的内部结构示意图。

图5是本申请实施例提供的一种主体的立体结构示意图。

图6是本申请实施例提供的一种导柱的立体结构示意图。

图7是本申请实施例提供的一种压环的立体结构示意图。

图8是本申请实施例提供的一种压环上排水孔的分布示意图。

图中，1、主体，2、导柱，3、固定环，4、弹簧，5、单向通气膜，6、压环，7、防护盖，8、排水通道，9、密封件，11、阶梯孔，12、第一通道，14、环形接触面，15、连接螺纹，16、密封圈，21、第一部分，22、第二部分，23、第二通道，61、排水孔，71、通道，111、第一通孔，112、第二通孔，113、第三通孔。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。

为了更加清楚的理解本申请中的技术方案，首先对现有技术进行简单的介绍。

汽车变速箱(减速器)在运行过程中，减速器升温，内部气体膨胀，内部气压激增，增加的压力如果无法及时释放，就会导致润滑油从密封件或者密封面泄漏，也不利于变速器(减速器)散热。

因此，变速器(减速器)都设置有通气系统，通气系统连通大气，用于平衡减速器内部气压，保证各密封件或者密封面在合理的压差下工作，避免变速箱(减速器)润滑油泄漏。同时，外界的粉尘或者水汽不能进入变速箱(减速器)内部，避免引起润滑油变质，从而导致内部零部件早期失效。

现目前市场上主流通气塞分为常通式通气塞、单向结构通气塞、单向膜通气塞，下面分别对这三种通气塞进行介绍。

常通式通气塞，一般以直通管路连接大气，头部装配一个防尘帽，该结构防尘防水等级较低，粉尘和水汽都能进入减速器内部引起润滑油变质，整车涉水试验无法通过。

单向结构通气塞，当内部气压大于通气塞开启压力后对外排气，如果排气的同时整车涉水，打开的通气道会有水进入，整车涉水试验无法通过。

单向膜通气塞，可以有效防止外界粉尘和水进入变速箱内部，但通气膜沾油后堵塞通气孔隙，无法通气。

请参阅图1和图2，为本申请实施例公开的一种防水通气塞，该防水通气塞主要由主体1、导柱2、固定环3、弹簧4、单向通气膜5和防护盖7等组成，具体而言，主体1内开设有一个阶梯孔11，阶梯孔11的作用是放置机械开关结构和单向通气膜5等。

请参阅图4，阶梯孔11由第一通孔111、第二通孔112和第三通孔113组成，这三个通孔首尾相连，并且内径顺序增加，也就是第一通孔111的内径小于第二通孔112的内径，第二通孔112的内径小于第三通孔113的内径。

第一通孔111与主体1的第一端连通，第三通孔113与主体1的第二端连通，主体1的第一端用于与需要进行气压调节的设备连接。需要进行排气时，设备内部多余的气体顺序经过第一通孔111、第二通孔112和第三通孔113。

请参阅图1，导柱2位于与第二通孔112内并与第二通孔112滑动连接，作用是配合固定环3来控制第一通孔111和第二通孔112的通断，固定环3固定在第三通孔113内。

导柱2有两个位置，一个是封闭位置，一个是打开位置，导柱2位于封闭位置时，第一通孔111和第二通孔112处于断开的状态，导柱2位于打开位置时，第一通孔111和第二通孔112处于连通的状态。

导柱2由打开位置移动到封闭位置的动力由弹簧4提供，弹簧4的两端分别抵接在导柱2和固定环3上，作用是推动导柱2的一端抵接在第二通孔112的底面上。在弹簧4推力作用下，导柱2的一端会抵接在第二通孔112的底面上。

导柱2由封闭位置移动到打开位置的动力由设备内的气压提供，因为在使用过程中，第一通孔111与设备内部的空间连通，也就是说，第一通孔111内的气压与设备内部空间中的气压是相同的，当设备内部空间中的气压发生变化时，第一通孔111内的气压也会随之发生变化，但由于此时导柱2将第一通孔111和第二通孔112的连接处堵塞，导致第二通孔112内的气压不会发生变化。

请参阅图3，设备内的气压增大时，第一通孔111内的气压会随之增加，此时作用到导柱2上的压力也会增加，当压力增加到超过弹簧4施加在导柱2上的作用力时，导柱2就会向远离第一通孔111的方向移动，此时，导柱2与第二通孔112的底面之间出现缝隙，第一通孔111和第二通孔112连通。

第一通孔111和第二通孔112连通后，设备内多余的气体就会经过第一通孔111并流入到第二通孔112内。

单向通气膜5放置在第三通孔113内，作用是限制第三通孔113内气体的流动方向，单向通气膜5具有气体的单向通过性，也就是气体只能从单向通气膜5的一次侧流动到另一侧，不能反向流动，这就使得第二通孔112内的气体可以穿过单向通气膜5后流入到第三通孔113内，但是第三通孔113内的气体不能流入到第二通孔112内，同时，单向通气膜5还能够拦截灰尘和水汽等。

第一通道12位于主体1的侧壁上并与外部大气连通，作用是将主体1内部多余的气体排出。

请参阅图1，防护盖7固定在主体1的第二端上，并且，防护盖7还能够在主体1的第二端处形成一通道71，通道71用于连通第三通孔113与第一通道12。因为第三通孔113位于主体内，第一通道12位于主体1外，二者无法直接连通，增加了通道71后，从第三通孔113流出的气体就可以先流入到通道71内，然后再通过第一通道12流入到大气中。

根据上述内容中的记载，设备内部多余的气体会顺序经过第一通孔111、第二通孔112和第三通孔113，然后再经过通道71和第一通道12，最终从为本申请实施例公开的防水通气塞中排出。

在一些可能的实现方式中，防护盖7与主体1通过铆接的方式连接。

在另一些可能的实现方式中，防护盖7与主体1通过过盈压装的方式连接。

应理解，防护盖7能够将主体1的第二端包裹住，从排气的角度考虑，主体1不再具备的轴向排气的功能，但是由于防护盖7将第三通孔113和第一通道12连通，使得主体1具备了径向排气的功能。结合一个具体的场景，如果出现了涉水情况，水会与防护盖7的外表面接触但是不会进入到防护盖7内，只有在浸泡或者较长时间的浸泡过程中，水才会沿着第一通道12流入到防护盖7内。

在没有防护盖7，也就是主体具备轴向排气的功能时，如果出现了涉水情况，那么水就会从排气口直接进入到主体1内。

第二通道23设在导柱2内，作用是连通第二通孔112和第三通孔113。

应理解，导柱2位于第二通道23内时，会将第二通道23的一部分堵塞的，导致在排气过程中第二通孔112内的气体无法进入到第三通孔113内，因此需要第二通道23将第二通孔112和第三通孔113连通。

排水通道8的主要作用是将主体1内的进水排出，结合一个具体的使用场景，当有水进入到主体1内时，水会经过第一通道12和通道71流入到单向通气膜5排气侧的空间中，但由于单向通气膜5的拦截，这些水会积聚在单向通气膜5排气侧的空间中。

排水通道8位于设在主体1上，能够连通单向通气膜5排气侧的空间与第一通道12，这样，单向通气膜5排气侧积聚的水就能够通过排水通道8流到第一通道12内，然后通过第一通道12流出。

还应理解，第一通道12与外部的大气连通，因此既能够作为排气通道使用，也能够作为排水通道使用。

整体而言，本申请实施例提供的防水通气塞，使用了机械式的密封方式，当设备内部的气压升高时，会推动导柱2移动，此时防水通气塞由封闭状态转为开启状态，多余的气体排出后，防水通气塞由开启状态自动转为封闭状态。

由于防水通气塞的日常状态为封闭状态，因此机器内部的油液也不会进入到主体1内部，导致单向通气膜5被油液污染。

当外部的水进入到主体1内后，这些水会积存在单向通气膜5的排气侧，由于单向通气膜5的阻挡，进入到主体1内的水也不会进入到与防水通气塞连接的机器内。单向通气膜5排气侧的水会通过排水通道8流入到第一通道12内，然后通过第一通道12流出。

请参阅图1，作为申请提供的防水通气塞的一种具体实施方式，第二通孔112的底面与导柱2靠近第一通孔111的一端之间设有密封件9，密封件9的作用是提高导柱2的密封性。

应理解，主体1与导柱2均采用刚性材料制作，因此二者的贴合可能不紧密，存在潜在的泄漏风险，增加了密封件9后，密封件9位于第二通孔112的底面与导柱2之间，当导柱2与密封件9接触后，密封件9发生形变，能够提供更好的密封性能。

在一些可能的实现方式中，密封件9为密封圈。

在另一些可能的实现方式中，密封件9为密封垫。

请参阅图4和图5，作为申请提供的防水通气塞的一种具体实施方式，主体1上设有环形接触面14，环形接触面14的外径大于主体1的第一端的外径。增加环形接触面14的作用上提高主体1与设备连接处的密封性，当环形接触面14与设备连接处的表面接触后，在接触的部分处能够产生轻微的形变，使得此处不易发生泄漏。

主体1与设备的连接方式有以下几种，

第一种，主体1的第一端上设有连接螺纹15，主体1与设备通过螺纹连接的方式连接；

第二种，主体1的第一端上没有螺纹，但是主体1上有螺栓，螺栓的一端穿过主体1上的孔后拧在设备上的螺纹孔内，将主体1固定在设备上。

对于上述两种方式，均可以在主体1的第一端上增加一个密封圈16，密封圈16位于环形接触面14与连接螺纹15之间，作用是提高连接处的密封性，防止发生泄漏，同时还能够避免变速箱内部润滑油通过该部位结合面渗漏，也避免外部水汽或粉尘进入变速器(减速器)内部。

请参阅图6，作为申请提供的防水通气塞的一种具体实施方式，导柱2由第一部分21和第二部分22组成，第一部分21和第二部分22一体成型，并且，第一部分21的外径大于第二部分22的外径。

导柱2的第一部分21与第二通孔112滑动连接，第二部分22与第二通孔112的内壁之间存在一个缝隙，该缝隙的作用是使从第一通孔111流入的空气能够快速的流入到第二通道23内。

第二通道23的第一端与第二部分22的侧壁连通，因为第二部分22与第二通孔112的内壁之间存在一个缝隙，因此从第一通孔111流入的空气能够快速的流入到第二通道23内，这种结构能够在导柱2体积不变的情况下提高排气速度。

请参阅图1，作为申请提供的防水通气塞的一种具体实施方式，排水通道8的数量可以是一个，也可以是多个，排水通道8的数量适当增加时，可以使能够使单向通气膜5排气侧的积水能够快速排出。

当排水通道8的数量为多个时，在第三通孔113的轴线方向上，至少存在两个排水通道8与第三通孔113底面之间的距离不同，这样，就可以使单向通气膜5排气侧的积水能够尽可能的排尽。

应理解，排水通道8只能使位于排水通道8最低点上方的水流出，位于水通道8最低点下方的水无法通过水通道8流出。当排水通道8的高度一致时，单向通气膜5的排气侧就存在积水无法排出的可能，当有一个排水通道8与单向通气膜5之间的距离非常小时，就能够避免单向通气膜5的排气侧出现积水的可能。

请参阅图1，作为申请提供的防水通气塞的一种具体实施方式，在第三通孔113内的压环6，压环6的作用是将单向通气膜5压在固定环3上，这样能够避免诸如气流和震动等的影响使单向通气膜5出现移位。

当然，单向通气膜5也可以使用过盈配合等方式固定在第三通孔113内，但是在长时间的使用过程中，连接处也可能出现松动。

增加了压环6后，压环6能够将单向通气膜5直接压在固定环3上。

在一些可能的实现方式中，压环6与第三通孔113的内壁配合关系为过盈配合，因为看压环6具有一定的厚度同时能够承受一定量的轻微形变，因此可以使用较大的过盈量来保证与第三通孔113的连接强度。

请参阅图7，进一步地，在压环6上增加了排水孔61，排水孔61的数量可以是一个，也可以是多个，排水孔61和匹配的排水通道8连通，作用是使压环6内部的水能够通过排水孔61和排水通道8排出。

应理解，压环6具有一定的厚度，因此会在单向通气膜5的排气侧形成一个积水区，积水区会导致单向通气膜5排气侧的水无法完全排出。为了避免这种情况的出现，在压环6上增加了排水孔61并同时在安装压环6时将排水孔61对准周围的排水通道8，积水区的水就能够通过排水孔61和排水通道8流出。

请参阅图8，排水孔61的数量为多个，为了达到更好的排水效果，在压环6的轴线方向上，至少存在两个排水孔61与压环6的同一个端面的距离不同，也就是以压环6的一个端面为基准，存在多个排水高度。

和前文中关于排水通道8的记载类似，经过这样的调整后，可以使得至少存在一个排水孔61能够尽可能的靠近单向通气膜5，使得单向通气膜5排气侧的水能够尽可能的流出。

请参阅图1和图6，作为申请提供的防水通气塞的一种具体实施方式，第二通道23与第二通孔112的连通处为多个，这样做的目的是使从第一通孔111流入到第二通孔112内的气体能够迅速排出。

进一步地，多个第二通道23与第二通孔112的连通处围绕导柱2的轴线均匀设置。

应理解，当导柱2与第二通孔112的底面或者密封件9脱离接触后，第一通孔111内的气体会比较均匀的从导柱2的四周流过，然后进入到第二通孔112内，第二通道23与第二通孔112的连通处围绕导柱2的轴线均匀设置时，可以使这些流入到第二通孔112内的气体能够迅速从最近的第二通道23与第二通孔112的连通处流入到第二通道23内。

本申请实施例还公开了一种变速箱，包括上述内容中记载的防水通气塞。

本申请实施例还公开了一种车辆，包括上述内容中记载的变速箱。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防水通气塞，其特征在于，包括：

主体(1)，主体(1)内设有阶梯孔(11)，阶梯孔(11)包括内径依次增加的第一通孔(111)、第二通孔(112)和第三通孔(113)，第一通孔(111)与主体(1)的第一端连通，第三通孔(113)与主体(1)的第二端连通；

第一通道(12)，设在主体(1)的侧壁上，第一通道(12)与外部大气连通；

导柱(2)，与第二通孔(112)滑动连接；

固定环(3)，固定在第三通孔(113)内；

弹簧(4)，弹簧(4)的两端分别抵接在导柱(2)和固定环(3)上；

单向通气膜(5)，设在第三通孔(113)内；

防护盖(7)，固定在主体(1)的第二端上，用于在主体(1)的第二端处形成一通道(71)，通道(71)用于连通第三通孔(113)与第一通道(12)；

第二通道(23)，设在导柱(2)内，第二通道(23)用于连通第二通孔(112)和第三通孔(113)；以及

至少一个排水通道(8)，设在主体(1)上，用于连通单向通气膜(5)排气侧的空间与第一通道(12)。

2.根据权利要求1所述的一种防水通气塞，其特征在于，所述第二通孔(112)的底面与导柱(2)靠近第一通孔(111)的一端之间设有密封件(9)。

3.根据权利要求1所述的一种防水通气塞，其特征在于，所述主体(1)上设有环形接触面(14)，环形接触面(14)的外径大于主体(1)的第一端的外径。

4.根据权利要求3所述的一种防水通气塞，其特征在于，所述主体(1)的第一端上设有连接螺纹(15)。

5.根据权利要求4所述的一种防水通气塞，其特征在于，所述主体(1)的第一端上设有密封圈(16)，密封圈(16)位于环形接触面(14)与连接螺纹(15)之间。

6.根据权利要求1所述的一种防水通气塞，其特征在于，在第三通孔(113)的轴线方向上，至少存在两个排水通道(8)与第三通孔(113)底面之间的距离不同。

7.根据权利要求1所述的一种防水通气塞，其特征在于，还包括设在第三通孔(113)内的压环(6)，所述压环(6)用于将单向通气膜(5)压在固定环(3)上，所述压环(6)上设有至少一个排水孔(61)，排水孔(61)和匹配的排水通道(8)连通，所述排水孔(61)的数量为多个，在压环(6)的轴线方向上，至少存在两个排水孔(61)与压环(6)的同一个端面的距离不同，所述第二通道(23)与第二通孔(112)的连通处为多个，多个所述第二通道(23)与第二通孔(112)的连通处围绕导柱(2)的轴线均匀设置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种防水通气塞，其特征在于，所述导柱(2)包括第一部分(21)和设在第一部分(21)上的第二部分(22)；

第一部分(21)的外径大于第二部分(22)的外径；

第二通道(23)的第一端与第二部分(22)的侧壁连通。

9.一种变速箱，其特征在于，包括如权利要求1至11中任意一项所述的防水通气塞。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求12中所述的防水通气塞。

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