CN114412654A - 一种集成设计的发动机气门室罩盖及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车发动机气门室罩盖及汽车，所述气门室罩盖包括气门室罩盖总成和油气分离器，油气分离器设置于气门室罩盖总成上；油气分离器包括高压腔盖、气门室罩盖本体以及隔板；隔板密封设置于气门室罩盖本体的底部，并与气门室罩盖本体形成独立的气体入口腔室；气门室罩盖本体上设有独立的分离腔，分离腔与气体入口腔室连通；高压腔盖密封设置于气门室罩盖本体的上端面，并与气门室罩盖本体形成独立的高压腔；气门室罩盖内设有PCV阀，PCV阀分别连通分离腔和高压腔；本发明提供的方案，将PCV阀内置于发动机气门室罩盖内，将PCV阀出气后腔体直接与气缸盖连接，无需外接管路，简化结构，能够解决冻结曲通结冰的问题，有效地保护发动机正常运转。

Description

一种集成设计的发动机气门室罩盖及汽车

技术领域

本发明属于发动机气门室罩盖技术领域，具体涉及一种集成设计的发动机气门室罩盖及汽车。

背景技术

集成化设计是现代发动机设计的主要趋势，各主机厂都在通过集成化设计来提升发动机各项指标；集成化设计的主要优势有：通过简化结构设计来减少连接件和零件数量，降低整机重量与成本，同时较少的零件使整机故障率与维修费用大为降低，提高了整机可靠性。由于发动机降成本、降重量、降油耗和降排放等已成为发动机设计的主要方向，气缸盖作为发动机最复杂的核心零部件之一，通过集成化设计能够有效提升发动机的上述性能指标。

内燃机在运转时，燃烧室内的可燃混合气和燃烧后的废气可以通过活塞与缸壁之间的间隙和活塞环开口间隙进入曲轴箱内，若不及时排出废气，会导致发动机曲轴箱压力升高，最终造成漏油甚至发动机损坏等安抛类故障；燃烧的曲通废气中含有水、机油、汽油等，如直接排入大气，则会造成环境污染；为此，需要通过通风管路将曲轴箱内的气体引入燃烧室进行再次燃烧。

在国六排放法规实施前，进气歧管路曲通管多通过橡胶管、卡箍联接进气歧管；然而，胶管老化后，卡箍联接处可能产生松弛，橡胶材质存在油气渗透问题，造成客户抱怨且易造成环境污染；且现阶段，随着法规不断加严，对连接曲轴箱与进气软管的曲轴箱通风管路的连接和断开也必须采用OBD诊断或采用豁免方案。同时，轻型汽车国六排放法规实施后，曲通管主要通过不可拆快插接头进行豁免或通过导电式开关接头进行诊断；为解决发动机低温环境下，曲通管内结冰问题，往往在曲通管上加装电加热接头，电加热接头主要通过不可拆卸接头方式与进气软管进行联接，但是现有的不可拆式快插接头，造成售后维护成本较高，易造成自然及人工资源浪费，且随着法规加严，无法满足对于管路本身破裂、断开的判别功能。

现有实际情况中，在低温环境下，曲通废气中的水蒸气遇到冷的壁面，会凝结成液态水，在极寒条件下可直接凝华成冰，沉积在冷壁面上，如进气软管接头处。大量的冰沉积，容易堵塞曲通管路，造成发动机的曲压上升，产生机油渗漏的问题。

现有技术中，中国专利CN202020441944 .3涉及一种不可拆卸快插接头组合，是通过豁免方案来满足国家法规要求。

中国专利201711020241 .2涉及一种导电式曲轴箱通风管，以OBD诊断信号反馈的形式来达到满足国六标准；但是快装快拆接头结构较复杂，制造及使用成本较高，对发动机和整车前仓设计空间要求苛刻。

中国专利CN212106007U涉及一种电加热曲通管接头，电加热接头上同时集成触点开关，以OBD诊断信号反馈的形式来达到满足国六标准，但是电加热接头结构更加复杂，成本进一步提高。

为了应对法规进一步加严，需要对曲轴箱通风管的泄漏进行诊断；目前的曲通管断开诊断和豁免（不可拆卸的快插接头）方案只能满足国六法规的要求，且不可拆卸快插接头，造成售后维修成本较高，易造成自然和人力资源浪费；导电式通风管接头仅能诊断接头处断开，无法诊断管路本体部位破损或断裂故障。

综上，现有技术中一方面零部件种类较多，布置空间要求较高；另一方面，成本相对高昂，且售后维修费用较高。

基于上述集成设计的发动机中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种集成设计的发动机气门室罩盖及汽车，旨在解决现有发动机气门室罩盖结构复杂的问题。

本发明提供一种汽车发动机气门室罩盖，所述气门室罩盖包括气门室罩盖总成和油气分离器，油气分离器设置于气门室罩盖总成上；油气分离器包括高压腔盖、气门室罩盖本体以及隔板；隔板密封设置于气门室罩盖本体的底部，并与气门室罩盖本体形成独立的气体入口腔室；气门室罩盖本体上设有独立的分离腔，分离腔与气体入口腔室连通；高压腔盖密封设置于气门室罩盖本体的上端面，并与气门室罩盖本体形成独立的高压腔；气门室罩盖内设有PCV阀，PCV阀分别连通分离腔和高压腔。

进一步地，气门室罩盖本体上还设有一个或多个曲通出气通道，各个曲通出气通道分别与高压腔连通，从而通过气门室罩盖本体上的曲通内置通道与发动机进气道连通。

进一步地，隔板的底部设有曲通气体入口，曲通气体入口与气体入口腔室连通；隔板的上端面上位于曲通气体入口的入口设有第一档板，第一档板用于阻挡油气甩入；隔板的上端面上位于曲通气体入口的后方设有第二档板，第二档板用于对进入分离腔的油气进行分离。

进一步地，气体入口腔室内位于隔板上设有接油槽；隔板的底部设有回油孔，回油孔与接油槽连通。

进一步地，分离腔内设有冲击板和纺织布，油气经过冲击板和纺织布分离后再通过PCV阀进入高压腔内。

进一步地，PCV阀通过焊接或螺纹连接设置于高压腔盖内，并将分离腔和高压腔分隔成上下或水平方向两个腔体。

进一步地，高压腔盖与气门室罩盖本体通过振动摩擦焊焊接成型；在高压腔的焊接区域设置成平面结构，在PCV阀对应的低压腔区域同样设置成平面结构。

进一步地，曲通出气通道与气门室罩盖本体通过注塑一体成型，并且曲通出气通道位于气门室罩盖本体的最低点。

相应地，本发明还提供一种汽车，包括发动机结构，发动机结构包括气门室罩盖和气缸盖总成，气门室罩盖通过螺栓固定在气缸盖总成上，气门室罩盖和气缸盖总成的连接处设有橡胶垫片；所述气门室罩盖为上述所述的汽车发动机气门室罩盖；气门室罩盖通过曲通内置通道与气缸盖总成的进气道内部连通，从而将分离后的气体流向燃烧室。

进一步地，曲通内置通道直接与发动机本体连通，并且曲通内置通道与鲜空气交汇口位于缸盖气道内。

本发明提供的方案，将PCV阀内置于发动机气门室罩盖内，同时通过结构设计，将PCV阀出气后腔体直接与气缸盖连接，从而保证曲通气体无需外接管路，直接进入发动机气缸内燃烧；另外，由于缸盖本体温度较高，该集成设计的气门室罩盖曲通出气口可规避冻结曲通结冰问题，有效地保护发动机正常运转。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1 为本发明的发动机气门室罩盖结构示意图；

图2 为本发明油气分离器结构示意图；

图3 为本发明油气分离器爆炸示意图。

图中：1、气门室罩盖总成 ；2、油气分离器； 3、曲通出气通道；4、分离腔；5、高压腔；6、高压腔盖；7、气门室罩盖本体；8、PCV阀；9、隔板；10、曲通气体入口；11、回油孔；12、第二挡板；13、第一挡板；14、接油槽。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图 1至图3所示，本发明提供一种汽车发动机气门室罩盖，所述气门室罩盖包括气门室罩盖总成1和油气分离器2，油气分离器2设置于气门室罩盖总成1上；油气分离器2包括高压腔盖6、气门室罩盖本体7以及隔板9；隔板9密封设置于气门室罩盖本体的底部，并与气门室罩盖本体形成独立的气体入口腔室；气门室罩盖本体上设有独立的分离腔4，分离腔4与气体入口腔室连通；高压腔盖6密封设置于气门室罩盖本体7的上端面，并与气门室罩盖本体形成独立的高压腔5；气门室罩盖2内设有PCV阀8，PCV阀8分别连通分离腔4和高压腔5；采用上述方案，通过结构设计优化，将PCV阀内置到气门室罩盖内部，同时通过焊接工艺，将PCV阀前后形成两个独立的腔体，从而使得分离后的气体直接经两个腔体和曲通内置通道进入发动机进气道内，继而进入燃烧室内进行燃烧；本发明提供的汽车发动机气门室罩盖，一方面可以有效减少发动机零部件（曲通管），另一方面可以有效解决发动机曲通管路结冰。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，气门室罩盖本体7上还设有一个或多个曲通出气通道3，并且各个曲通出气通道3分别与高压腔5连通，从而通过气门室罩盖本体7上的曲通内置通道与发动机进气道连通；具体地，曲通出气通道3通过注塑直接成型，可有效保证管路堵塞问题。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，隔板9的底部设有曲通气体入口10，并且曲通气体入口10与气体入口腔室连通，这样使得油气可以通过曲通气体入口10进入气体入口腔室内，再进一步进行油气分离；具体地，由于油气分离器的油气入口需要避开凸轮轴凸轮甩油，在隔板9的上端面上位于曲通气体入口10的入口设有第一档板13，该第一档板13用于阻挡油气甩入；进一步地，隔板9的上端面上位于曲通气体入口10的后方设有第二档板12，该第二档板12用于对进入分离腔4的油气进行分离，分离后的油、水等经过回油孔落回发动机缸盖油池内。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，气体入口腔室内位于隔板9上设有接油槽13；隔板9的底部设有回油孔11，回油孔11与接油槽13连通，这样使得分离出的油水等经过回油孔落回发动机缸盖油池内，分离后的油气进入PCV阀，继而进入高压腔内。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，分离腔4内设有冲击板和纺织布，油气经过冲击板和纺织布分离后再通过PCV阀8进入高压腔5内，从而通过曲通内置通道进入发动机进气道内，继而进入燃烧室内进行燃烧。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，PCV阀8通过焊接或螺纹连接设置于高压腔盖6内，并将分离腔4和高压腔5分隔成上下或水平方向两个腔体；这样设计，发动机增压器工作时，PCV阀8后由于与缸盖进气道联通，为正压-高压，为防止高压腔5气体窜入气门室罩盖内，因此要求PCV阀8具有反向截止功能，所以通过PCV阀8将腔体分为两个；进一步地，高压腔盖6与气门室罩盖本体7通过振动摩擦焊焊接成型；在高压腔5的焊接区域设置成平面结构，在PCV阀8对应的低压腔区域同样设置成平面结构；具体地，PCV阀可通过螺纹拧紧或焊接方式与气门室罩盖进行集成固定；针对增压发动机，PCV阀后，由于直接与增压后管路通道联接，在增压器工作时，该部位腔体内会充入2bar左右的高压气体；为此，高压腔盖6与气门室罩盖本体通过振动摩擦焊焊接成型，为提高焊接工艺性，杜绝焊接质量风险，要求将高压腔焊接区域设置成平面结构，PCV阀8前对应的低压腔区域，同样设置成平面结构，可保证高压腔焊接完成后，经低压腔向PCV阀充气，进行密封试漏，检测焊接有效性。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，曲通出气通道3与气门室罩盖本体7通过注塑一体成型，可有效保证管路堵塞问题；曲通出气通道3位于气门室罩盖本体7的最低点，这样能够保证未分离的油水等不会在高压腔内沉积造成结冰堵塞等问题。

优选地，结合上述方案，如图 1至图3所示，PCV阀8通过螺纹或焊接方式与腔体进行固定联接，联通后可对PCV阀进行流量特性测试及密封性测试；随后，高压腔盖与联接PCV阀后的高压腔进行焊接联接，焊接后可通过腔体下方向内充气进行密封性测试，测试合格后，与隔板进行焊接封装。

相应地，结合上述方案，如图 1至图3所示，本发明还提供一种汽车，包括发动机结构，发动机结构包括气门室罩盖和气缸盖总成，气门室罩盖通过螺栓固定在气缸盖总成上，气门室罩盖和气缸盖总成的连接处设有橡胶垫片；所述气门室罩盖为上述所述的汽车发动机气门室罩盖；气门室罩盖通过曲通内置通道直接与气缸盖总成的进气道内部连通，从而将分离后的气体直接流向燃烧室，无需外接管路，简化结构。

优选地，结合上述方案，曲通内置通道直接与发动机本体连通，并且曲通内置通道与鲜空气交汇口位于缸盖气道内；具体地，曲通内置通道由于直接与发动机本体联通，由于曲通内置通道内温度较高，曲通内置通道与新鲜空气交汇口位于缸盖气道内，低温状态下发动机运转时，该处受燃烧室内热源加热，局部壁温远大于冰点，曲通废气中的水汽不会在交汇处凝结，从而有效规避曲通结冰问题。

采用本发明提供的方案，能够将发动机的电加热模块、压力传感器模块集成到曲通管上，集中解决发动机工作时曲通结冰及曲通管路破损、断裂造成的曲通废气排入大气所引发的环境污染问题，从而达到减少发动机零部件，解决发动机曲通管路结冰的问题。

本发明提供的方案，将PCV阀内置于发动机气门室罩盖内，同时通过结构设计，将PCV阀出气后腔体直接与气缸盖进行连接，从而保证曲通气体无需外接管路，直接进入发动机气缸内燃烧；另外，由于缸盖本体温度较高，该集成设计的气门室罩盖曲通出气口可规避冻结曲通结冰问题，有效地保护发动机正常运转。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车发动机气门室罩盖，其特征在于，所述气门室罩盖包括气门室罩盖总成（1）和油气分离器（2），所述油气分离器（2）设置于所述气门室罩盖总成（1）上；所述油气分离器（2）包括高压腔盖（6）、气门室罩盖本体（7）以及隔板（9）；所述隔板（9）密封设置于所述气门室罩盖本体的底部，并与所述气门室罩盖本体形成独立的气体入口腔室；所述气门室罩盖本体上设有独立的分离腔（4），所述分离腔（4）与所述气体入口腔室连通；所述高压腔盖（6）密封设置于所述气门室罩盖本体（7）的上端面，并与所述气门室罩盖本体形成独立的高压腔（5）；所述气门室罩盖（2）内设有PCV阀（8），所述PCV阀（8）分别连通所述分离腔（4）和所述高压腔（5）。

2.根据权利要求1所述的汽车发动机气门室罩盖，其特征在于，所述气门室罩盖本体（7）上还设有一个或多个曲通出气通道（3），各个所述曲通出气通道（3）分别与所述高压腔（5）连通，从而通过所述气门室罩盖本体（7）上的曲通内置通道与发动机进气道连通。

3.根据权利要求1所述的汽车发动机气门室罩盖，其特征在于，所述隔板（9）的底部设有曲通气体入口（10），所述曲通气体入口（10）与所述气体入口腔室连通；所述隔板（9）的上端面上位于所述曲通气体入口（10）的入口设有第一档板（13），所述第一档板（13）用于阻挡油气甩入；所述隔板（9）的上端面上位于所述曲通气体入口（10）的后方设有第二档板（12），所述第二档板（12）用于对进入所述分离腔（4）的油气进行分离。

4.根据权利要求3所述的汽车发动机气门室罩盖，其特征在于，所述气体入口腔室内位于所述隔板（9）上设有接油槽（14）；所述隔板（9）的底部设有回油孔（11），所述回油孔（11）与所述接油槽（14）连通。

5.根据权利要求4所述的汽车发动机气门室罩盖，其特征在于，所述分离腔（4）内设有冲击板和纺织布，油气经过所述冲击板和所述纺织布分离后再通过所述PCV阀（8）进入所述高压腔（5）内。

6.根据权利要求1所述的汽车发动机气门室罩盖，其特征在于，所述PCV阀（8）通过焊接或螺纹连接设置于所述高压腔盖（6）内，并将所述分离腔（4）和所述高压腔（5）分隔成上下或水平方向两个腔体。

7.根据权利要求1所述的汽车发动机气门室罩盖，其特征在于，所述高压腔盖（6）与所述气门室罩盖本体（7）通过振动摩擦焊焊接成型；在所述高压腔（5）的焊接区域设置成平面结构，在所述PCV阀（8）对应的低压腔区域同样设置成平面结构。

8.根据权利要求2所述的汽车发动机气门室罩盖，其特征在于，所述曲通出气通道（3）与所述气门室罩盖本体（7）通过注塑一体成型，并且所述曲通出气通道（3）位于所述气门室罩盖本体（7）的最低点。

9.一种汽车，包括发动机结构，所述发动机结构包括气门室罩盖和气缸盖总成，所述气门室罩盖通过螺栓固定在所述气缸盖总成上，所述气门室罩盖和所述气缸盖总成的连接处设有橡胶垫片；其特征在于，所述气门室罩盖为上述权利要求1至8任一项所述的汽车发动机气门室罩盖；所述气门室罩盖通过曲通内置通道与所述气缸盖总成的进气道内部连通，从而将分离后的气体流向燃烧室。

10.根据权利要求9所述的汽车，其特征在于，所述曲通内置通道直接与发动机本体连通，并且所述曲通内置通道与鲜空气交汇口位于缸盖气道内。

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