CN114321468A - 一种离心通风阀的装配结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种离心通风阀的装配结构，属于发动机技术领域。它解决了现有的油气分离机构无法实现在提高离心通风阀组装操作便捷性的同时保证工作的稳定性等问题。本离心通风阀的装配结构，凸轮轴沿轴向设置通气孔，离心通风阀安装在通气孔的进气端内，装配结构包括设置于进气端孔壁面的挡环和挡肩以及位于离心通风阀外沿处的挡沿，挡沿的外端面上开设有呈环形的变形槽，挡沿能够利用变形槽进行弹性变形以通过挡环而嵌入到挡环与挡肩之间，挡沿与挡肩之间设置有密封圈，密封圈弹性抵靠在挡沿上使挡沿与挡环抵靠。本离心通风阀的装配结构在提高了离心通风阀组装操作便捷性的同时，还保证了油气分离机构工作的稳定性。

Description

一种离心通风阀的装配结构

技术领域

本发明属于发动机技术领域，涉及一种离心通风阀的装配结构。

背景技术

在发动机工作时，含有机油的油气混合物和废气在经过活塞环时容易泄漏到曲轴箱内，增大曲轴箱压力，威胁到发动机系统的稳定性。这样就需要在曲轴箱上设置排气装置用于将气体排出，而直接排气会将机油带出造成环境污染，因此在发动机系统的排气装置中设置油气分离机构。油气分离机构主要用于将油气混合物从曲轴箱内抽出，并利用离心力进行油气分离，分离后的气体重新进入缸内燃烧或者被排出，而分离后的油液重新返回油底壳，再次被利用。

如中国专利文献资料公开提出的一种内燃机及其两级油气分离机构[申请号：CN202020004359.7；公告号：CN 211116186 U]，内燃机的凸轮轴内部中空形成第一油气流通孔，两级油气分离机构包括离心盘和迷宫气缸盖罩。离心盘与凸轮轴相对固定，离心盘位于凸轮轴的进口端，油气经离心盘后进入第一油气流通孔内。迷宫气缸盖罩内部设置有第二油气流通孔，第二油气流通孔的进口与第一油气流通孔的出口端连通。

离心盘又称为离心通风阀，内燃机的正时齿轮固定在凸轮轴上，离心盘与正时齿轮通过螺栓固定连接。由于离心盘通过螺栓安装固定在正时齿轮上，因此，在安装离心盘时需要先将离心盘上的螺栓孔与正时齿轮上的螺栓孔对准，然后将螺栓插入到螺栓孔内，螺栓旋转数圈后拧紧，为了保证离心盘和油气分离机构工作稳定，螺栓往往设置有数个，而每个螺栓均需要安装到位并拧紧，这样就会导致离心盘组装操作繁琐不便。

为了提高组装的便捷性，一般可以直接在离心盘上设置螺纹结构，将离心盘螺纹连接在正时齿轮上并拧紧，但是由于凸轮轴在发动机工作时处于高速转动状态，离心盘随着凸轮轴转动时仅仅依靠螺纹啮合固定容易发生松动，油气分离机构的工作稳定性不足。也可以利用卡簧结构进行卡接，即在离心盘与正时齿轮之间设置卡簧，具体地，在离心盘上设置外卡槽，在正时齿轮上设置与外卡槽相对的内卡槽，卡簧的内侧部嵌于外卡槽中，卡簧的外侧部嵌于内卡槽中。安装时将卡簧安装到外卡槽中，然后离心盘插入到正时齿轮中，卡簧内缩变形，直到外卡槽与内卡槽相对，卡簧复位进入到内卡槽中。虽然利用卡簧进行卡接相较于螺栓连接操作上更便捷，但是为了使卡簧顺利安装到位，卡簧与内卡槽的侧壁面之间以及卡簧与外卡槽的侧壁面之间均具有轴向间隙，导致离心盘在安装好后会出现轴向窜动，油气分离机构的工作稳定性不足。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种离心通风阀的装配结构，解决的技术问题是：如何在提高离心通风阀组装操作便捷性的同时保证油气分离机构工作的稳定性。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种离心通风阀的装配结构，设置于凸轮轴与离心通风阀之间，所述凸轮轴包括沿轴向设置的通气孔，所述通气孔包括进气端，其特征在于，所述离心通风阀安装在进气端内，离心通风阀的装配结构包括设置于进气端孔壁面的挡环和挡肩以及位于离心通风阀外沿处的挡沿，所述挡沿的外端面上开设有呈环形的变形槽，所述挡沿能够利用变形槽进行弹性变形以通过挡环而嵌入到挡环与挡肩之间，所述挡沿与挡肩之间设置有密封圈，所述密封圈弹性抵靠在挡沿上使挡沿与挡环抵靠。

组装离心通风阀时，将密封圈放置到挡肩处或者将密封圈放置到挡沿的内端面处，然后将离心通风阀插入到凸轮轴通气孔的进气端内，并对离心通风阀施加轴向压力，离心通风阀的挡沿利用变形槽进行弹性变形并通过挡环，挡沿嵌入到挡环与挡肩之间，密封圈被压紧并抵靠在挡沿与挡肩之间，挡沿的外端面则在密封圈的弹力作用下抵靠在挡环上，这样离心通风阀就安装固定到凸轮轴上了。

在挡沿的外端面上设置呈环形的变形槽可适当降低挡沿处的刚度，使挡沿在安装时能够更容易发生较大的弹性变形并快速通过挡环，又能够保证挡沿具有足够的过盈量与挡环形成稳定的抵靠，保证离心通风阀与凸轮轴固定稳定；同时在挡沿与挡肩之间设置具有弹性的密封圈，在安装离心通风阀时密封圈受压产生轴向变形，从而在挡环与密封圈之间能够形成足够多的轴向间隙供挡沿顺利嵌入，使离心通风阀组装操作便捷，而密封圈发生的轴向变形在挡沿嵌入到挡环与挡肩之间后又能够对挡沿产生轴向压力，使挡沿紧密抵靠于挡环，避免发生轴向窜动，并且能够形成静摩擦力，防止离心通风阀相对于凸轮轴发生周向转动和径向窜动，从而使离心通风阀在凸轮轴中固定稳定，保证了油气分离机构工作的稳定性，另外，密封圈还具有密封作用，可以防止油气从离心通风阀的装配结构处逆向排出，进一步保证了油气分离机构工作的稳定性。因此，本离心通风阀的装配结构在提高了离心通风阀组装操作便捷性的同时，还保证了油气分离机构工作的稳定性。

在上述的离心通风阀的装配结构中，所述进气端的孔壁面上位于挡环与挡肩之间具有限位面，所述密封圈的外侧面抵靠于限位面。

限位面对密封圈具有径向限位作用，一方面在安装密封圈时具有定位作用，使密封圈安装定位方便，另一方面对密封圈的径向变形具有限位作用，这样密封圈具有更多的轴向变形能够更好的压紧挡沿，使离心通风阀固定稳定，同时密封圈与限位面的贴靠形成了密封，增加了密封面积，提高了密封圈的密封效果。因此，限位面的设置可以进一步提高离心通风阀组装操作的便捷性并保证油气分离机构工作的稳定性。

在上述的离心通风阀的装配结构中，所述进气端的孔壁面上位于挡环与挡肩之间具有限位环，且在限位环与挡环之间形成嵌槽，所述挡沿嵌入到嵌槽中，所述限位面位于限位环的内侧面上，所述密封圈的外端凸出于限位环的外端面。

限位环具有限位作用，避免密封圈过度变形而损坏。密封圈的外侧面与限位环的内侧面抵靠，且密封圈的外端凸出于限位环的外端面，保证挡沿与密封圈抵靠而不会与限位环抵靠，保证密封圈的弹力作用于挡沿使挡沿紧密抵靠在挡环上，同时嵌槽的轴向宽度大于挡沿的轴向厚度，保证了挡沿能够顺利进入到嵌槽中，进一步提高离心通风阀组装操作的便捷性并保证油气分离机构工作的稳定性。

在上述的离心通风阀的装配结构中，所述离心通风阀的外侧面上位于挡沿的内侧具有呈锥形的抵靠面，所述密封圈的内侧部抵靠于抵靠面。

密封圈与抵靠面抵靠时，密封圈对离心通风阀产生向心力，对离心通风阀形成自动定心作用，使离心通风阀在挡沿嵌入到挡环与挡肩之间后自动定心，不需要人工调整离心通风阀的径向位置，使挡沿与挡环之间形成均匀抵靠，可以进一步提高离心通风阀组装的便捷性并保证油气分离机构工作的稳定性。

在上述的离心通风阀的装配结构中，所述挡沿和变形槽均呈圆环形且同轴设置，所述变形槽的底面呈内凹的圆弧形。

挡沿和变形槽均呈圆环形且同轴设置，可以使挡沿在通过挡环时受力均匀，变形槽的底面呈内凹的圆弧形，则可以避免变形槽底面与侧面的连接处在挡沿发生弹性变形时应力集中，这样就能够避免挡沿发生集中受力变形而出现结构损坏，使挡沿在通过挡环后还能够与挡环形成稳定的抵靠，保证油气分离机构工作的稳定性。同时挡沿处受力变形均匀也能够使挡沿顺利通过挡环并嵌入到挡环与挡肩之间，使离心通风阀组装操作便捷。

在上述的离心通风阀的装配结构中，所述挡沿的内端面与挡沿的外侧面之间具有倾斜设置的导向面，所述挡环的外端面与挡环的内侧面之间具有倾斜设置的引导面。在装配过程中导向面与引导面配合具有导向定位作用，从而方便将挡沿压入到进气端中，并在通过挡环后嵌入到挡环与挡肩之间，使离心通风阀安装方便。

在上述的离心通风阀的装配结构中，所述通气孔还包括位于进气端内侧的呈锥形的配合孔段，所述配合孔段的孔径沿轴向从外到内逐渐变小，所述离心通风阀上具有与配合孔段对应设置的呈锥形的配合部，所述配合孔段的孔壁面与配合部的外侧面之间具有锥面间隙，所述配合部的外侧面上开设有数个呈螺旋状的通风槽，所述通风槽的外端贯穿离心通风阀的外端面并形成进气口，所述通风槽的内端贯穿离心通风阀的内端面并形成出气口。

配合部的外侧面上在相邻两个通风槽之间形成螺旋叶片，油气分离机构工作时，凸轮轴转动带动离心通风阀同步转动。离心通风阀转动产生离心力和轴向驱动力，油气混合物通过进气口进入到通风槽中，油液部分在离心力作用下被甩到配合孔段的孔壁面上，气体则通过通风槽的出气口后进入到通气孔的内部空间中，实现油气分离。配合孔段和配合部呈锥形，形成缩径并产生负压效应，配合螺旋叶片，使油气混合物通过离心通风阀快速吸入到通气孔中进行油气分离，使油气分离机构工作稳定。

在上述的离心通风阀的装配结构中，所述进气口位于变形槽的内周侧。也就是说，进气口没有打断变形槽的环形结构和挡沿的环形结构，使变形槽和挡沿保持为完整的环形，从而使离心通风阀在凸轮轴内固定稳定，使油气分离机构工作稳定。

在上述的离心通风阀的装配结构中，所述配合孔段的孔壁面上设置有沿轴向开设有定位槽，所述配合部的外侧面具有凸出的定位块，所述定位块插入到定位槽中。定位槽与定位块的配合使离心通风阀与凸轮轴之间形成周向定位，进一步防止离心通风阀与凸轮轴之间发生相对转动，使油气分离机构工作稳定。

在上述的离心通风阀的装配结构中，所述离心通风阀的外端面上具有呈锥形的盲孔，所有进气口绕设在盲孔的外周侧并依次排列，所述离心通风阀的内端面为平面，所有出气口间隔设置在离心通风阀内端面的外沿处。盲孔的设置减轻了离心通风阀的重量，有利于发动机的轻量化设计和节能减排。出气口的位置使气体能够有序通过出气口，便于气体顺利通过通气孔排出。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

在挡沿的外端面设置呈环形的变形槽，挡沿能够利用变形槽进行弹性变形以通过挡环而嵌入到挡环与挡肩之间，挡沿与挡肩之间具有密封圈，密封圈弹性抵靠在挡沿上使挡沿抵靠与挡环，在提高离心通风阀组装便捷性的同时保证了油气分离机构工作的稳定性。进气端孔壁面上限位环和限位面的设置，离心通风阀上抵靠面的设置，可以进一步提高离心通风阀组装操作的便捷性并保证油气分离机构工作的稳定性。进气端上引导面和挡沿上导向面的设置，使离心通风阀安装初期形成导向限位，组装方便。配合孔段和配合部的设置，使油气分离机构工作稳定。

附图说明

图1是凸轮轴与离心通风阀组装好后的立体图；

图2是本离心通风阀装配结构处的剖视图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是凸轮轴与离心通风阀的拆分立体图；

图5是离心通风阀的立体图。

图中，1、凸轮轴；2、通气孔；3、进气端；3a、挡环；3a1、引导面；3b、嵌槽；3c、限位环；3c1、限位面；3d、挡肩；4、配合孔段；4a、定位槽；5、离心通风阀；5a、挡沿；5a1、变形槽；5a2、导向面；5a3、浅槽；5b、抵靠面；5c、配合部；5d、盲孔；5e、通风槽；5f、进气口；5g、出气口；5h、定位块；6、锥面间隙；7、密封圈。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1-图5所示，一种离心通风阀的装配结构，设置于凸轮轴1与离心通风阀5之间，使离心通风阀5固定在凸轮轴1中。凸轮轴1包括沿轴向设置的通气孔2，通气孔2包括进气端3和配合孔段4，配合孔段4与进气端3相连并位于进气端3的内侧，离心通风阀5安装在进气端3中并插入到配合孔段4内。离心通风阀的装配结构包括设置于进气端3孔壁面的挡环3a和挡肩3d以及位于离心通风阀5外沿处的挡沿5a，挡环3a位于挡肩3d的外侧。挡沿5a的外端面上开设有呈环形的变形槽5a1，挡沿5a能够利用变形槽5a1进行弹性变形以通过挡环3a而嵌入到挡环3a与挡肩3d之间。挡沿5a与挡肩3d之间设置有具有弹性的密封圈7，密封圈7弹性压紧在挡沿5a的内端面与挡肩3d的外端面之间，密封圈7弹性抵靠在挡沿5a上使挡沿5a的外端面与挡环3a的内端面抵靠。

在凸轮轴1上，进气端3的孔壁面上还设置有嵌槽3b和限位环3c，限位环3c位于挡环3a与挡肩3d之间，嵌槽3b位于挡环3a与限位环3c之间，嵌槽3b的外壁面为挡环3a的内端面，嵌槽3b的内壁面为限位环3c的外端面。挡环3a、嵌槽3b、限位环3c和挡肩3d均呈环形，优选地，挡环3a、嵌槽3b和限位环3c均呈圆环形，挡肩3d的外端面为圆环面。挡环3a的内侧面与限位环3c的内侧面齐平，挡肩3d凸出于挡环3a的内侧面，限位环3c的内侧面设置有限位面3c1。挡环3a的外端面与挡环3a的内侧面之间具有倾斜设置的引导面3a1。配合孔段4呈圆锥状，配合孔段4的孔径沿轴向从外到内逐渐变小。配合孔段4的孔壁面上沿轴向开设有定位槽4a。

在离心通风阀5上，离心通风阀5由塑料制成。离心通风阀5上具有与配合孔段4对应设置的呈锥形的配合部5c，离心通风阀5的外端面上具有呈锥形的盲孔5d，优选地，配合部5c呈圆锥台结构，盲孔5d为圆锥台状孔。配合部5c的外侧面上开设有数个呈螺旋状的通风槽5e，通风槽5e的外端贯穿离心通风阀5的外端面并形成进气口5f，通风槽5e的内端贯穿离心通风阀5的内端面并形成出气口5g。所有进气口5f绕设在盲孔5d的外周侧并依次排列，且进气口5f位于变形槽5a1与盲孔5d之间。离心通风阀5的内端面为平面，所有出气口5g间隔设置在离心通风阀5内端面的外沿处。配合部5c的外侧面具有凸出的与定位槽4a对应设置的定位块5h，定位块5h能够插入到定位槽4a中形成周向定位。

挡沿5a呈环形并设置在离心通风阀5外端的外沿处，挡沿5a凸出于配合部5c的外侧面。优选地，挡沿5a和变形槽5a1均呈圆环形且同轴设置。变形槽5a1的底面呈内凹的圆弧形，变形槽5a1的两侧面与离心通风阀5的外端面之间圆角过渡。挡沿5a的内端面与挡沿5a的外侧面之间具有倾斜设置的导向面5a2，导向面5a2与挡沿5a的内端面之间圆角过渡。配合部5c的外侧面上位于配合部5c与挡沿5a的连接处具有呈锥形的抵靠面5b。挡沿5a的内端面上与抵靠面5b相连接处设置有呈环形的浅槽5a3，用于避免应力集中。离心通风阀5外端面上具有呈环形且向内倾斜设置的倾斜面，倾斜面的内沿位于盲孔5d与进气口5f之间，倾斜面的外沿延伸至挡沿5a的外侧面，这样设置便于挡沿5a嵌入到嵌槽3b中。

组装离心通风阀5时，先将密封圈7放置到挡肩3d处或者将密封圈7套到配合部5c外并移动到挡沿5a的内端面处，然后将离心通风阀5插入到凸轮轴1通气孔2的进气端3内，配合部5c插入到配合孔段4中，转动离心通风阀5使定位块5h对准定位槽4a，接着对离心通风阀5施加轴向压力，离心通风阀5的挡沿5a利用变形槽5a1进行弹性变形并通过挡环3a，挡沿5a嵌入到嵌槽3b中，这样离心通风阀5就安装固定到凸轮轴1中了。

离心通风阀5组装到凸轮轴1中后，挡沿5a嵌入到嵌槽3b中，密封圈7发生弹性变形并被压紧在挡沿5a与挡肩3d之间，且密封圈7的外端凸出于限位环3c的外端面，而挡沿5a在密封圈7的弹力作用下抵靠在挡环3a上，同时配合部5c插入到配合孔段4中，定位块5h嵌入到定位槽4a中，而配合孔段4的孔壁面与配合部5c的外侧面之间具有锥面间隙6，配合部5c的内端向内伸出配合孔段4。其中，密封圈7的外侧面抵靠在限位面3c1上，密封圈7的内端面抵靠在挡肩3d上，密封圈7的内侧面抵靠在抵靠面5b上，密封圈7的外端面抵靠在挡沿5a的内端面上。密封圈7抵靠在抵靠面5b上时对离心通风阀5产生向心力，使离心通风阀5自动定心。限位面3c1、挡肩3d的外端面、抵靠面5b和挡沿5a的内端面围成了用于容纳密封圈7的安装空间，密封圈7未变形时截面呈圆形，密封圈7被压紧后发生弹性变形，密封圈7变形后的形状大致如图3所示。

在挡沿5a的外端面上设置变形槽5a1可适当降低挡沿5a处的刚度，使挡沿5a在安装时能够更容易发生较大的弹性变形并顺利通过挡环3a，又能够保证挡沿5a具有足够的过盈量与挡环3a形成稳定的抵靠，保证离心通风阀5与凸轮轴1固定稳定；同时在挡沿5a与挡肩3d之间设置具有弹性的密封圈7，在安装离心通风阀5时密封圈7受压产生轴向变形，从而在挡环3a与密封圈7之间能够形成足够多的轴向间隙供挡沿5a顺利嵌入，使离心通风阀5组装操作便捷，而密封圈7发生的轴向变形在挡沿5a嵌入到挡环3a与挡肩3d之间后又能够对挡沿5a产生轴向压力，使挡沿5a紧密抵靠于挡环3a，避免发生轴向窜动，从而使离心通风阀5在凸轮轴1中固定稳定，保证了油气分离机构工作的稳定性，另外，密封圈7还具有密封作用，可以防止油气从离心通风阀的装配结构处逆向排出，进一步保证了油气分离机构工作的稳定性。因此，本离心通风阀的装配结构在提高了离心通风阀5组装操作便捷性的同时，还保证了油气分离机构工作的稳定性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种离心通风阀的装配结构，设置于凸轮轴(1)与离心通风阀(5)之间，所述凸轮轴(1)包括沿轴向设置的通气孔(2)，所述通气孔(2)包括进气端(3)，其特征在于，所述离心通风阀(5)安装在进气端(3)内，离心通风阀的装配结构包括设置于进气端(3)孔壁面的挡环(3a)和挡肩(3d)以及位于离心通风阀(5)外沿处的挡沿(5a)，所述挡沿(5a)的外端面上开设有呈环形的变形槽(5a1)，所述挡沿(5a)能够利用变形槽(5a1)进行弹性变形以通过挡环(3a)而嵌入到挡环(3a)与挡肩(3d)之间，所述挡沿(5a)与挡肩(3d)之间设置有密封圈(7)，所述密封圈(7)弹性抵靠在挡沿(5a)上使挡沿(5a)与挡环(3a)抵靠。

2.根据权利要求1所述的离心通风阀的装配结构，其特征在于，所述进气端(3)的孔壁面上位于挡环(3a)与挡肩(3d)之间具有限位面(3c1)，所述密封圈(7)的外侧面抵靠于限位面(3c1)。

3.根据权利要求2所述的离心通风阀的装配结构，其特征在于，所述进气端(3)的孔壁面上位于挡环(3a)与挡肩(3d)之间具有限位环(3c)，且在限位环(3c)与挡环(3a)之间形成嵌槽(3b)，所述挡沿(5a)嵌入到嵌槽(3b)中，所述限位面(3c1)位于限位环(3c)的内侧面上，所述密封圈(7)的外端凸出于限位环(3c)的外端面。

4.根据权利要求2或3所述的离心通风阀的装配结构，其特征在于，所述离心通风阀(5)的外侧面上位于挡沿(5a)的内侧具有呈锥形的抵靠面(5b)，所述密封圈(7)的内侧部抵靠于抵靠面(5b)。

5.根据权利要求1-3任一所述的离心通风阀的装配结构，其特征在于，所述挡沿(5a)和变形槽(5a1)均呈圆环形且同轴设置，所述变形槽(5a1)的底面呈内凹的圆弧形。

6.根据权利要求1-3任一所述的离心通风阀的装配结构，其特征在于，所述挡沿(5a)的内端面与挡沿(5a)的外侧面之间具有倾斜设置的导向面(5a2)，所述挡环(3a)的外端面与挡环(3a)的内侧面之间具有倾斜设置的引导面(3a1)。

7.根据权利要求1-3任一所述的离心通风阀的装配结构，其特征在于，所述通气孔(2)还包括位于进气端(3)内侧的呈锥形的配合孔段(4)，所述配合孔段(4)的孔径沿轴向从外到内逐渐变小，所述离心通风阀(5)上具有与配合孔段(4)对应设置的呈锥形的配合部(5c)，所述配合孔段(4)的孔壁面与配合部(5c)的外侧面之间具有锥面间隙(6)，所述配合部(5c)的外侧面上开设有数个呈螺旋状的通风槽(5e)，所述通风槽(5e)的外端贯穿离心通风阀(5)的外端面并形成进气口(5f)，所述通风槽(5e)的内端贯穿离心通风阀(5)的内端面并形成出气口(5g)。

8.根据权利要求7所述的离心通风阀的装配结构，其特征在于，所述进气口(5f)位于变形槽(5a1)的内周侧。

9.根据权利要求7所述的离心通风阀的装配结构，其特征在于，所述配合孔段(4)的孔壁面上设置有沿轴向开设有定位槽(4a)，所述配合部(5c)的外侧面具有凸出的定位块(5h)，所述定位块(5h)插入到定位槽(4a)中。

10.根据权利要求7所述的离心通风阀的装配结构，其特征在于，所述离心通风阀(5)的外端面上具有呈锥形的盲孔(5d)，所有进气口(5f)绕设在盲孔(5d)的外周侧并依次排列，所述离心通风阀(5)的内端面为平面，所有出气口(5g)间隔设置在离心通风阀(5)内端面的外沿处。

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