专利名称：发动机曲轴箱呼吸阀及呼吸装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发动机制造技术领域，更具体地讲，涉及一种发动机(如双缸风冷式发动机)曲轴箱呼吸阀及呼吸装置。
背景技术：
由于发动机的活塞环与气缸之间不可能完全密封，总有部分气体因泄露而进入曲轴箱中，形成背压。因此，通常在曲轴箱后盖上设置一个呼吸阀，通过呼吸阀将气体排出。但由于曲轴箱中的曲轴在高速旋转时，势必搅动曲轴箱内的润滑油，在离心力作用下，润滑油容易形成油雾，而油雾将与进入曲轴箱内的背压气体一起形成油气混合物通过呼吸阀排出，既增加了机油消耗，也污染了环境。双缸风冷式发动机曲轴箱呼吸阀的设计在国内很少，基本都是采用国外技术，其 结构形式一般与GX-670双缸风冷式发动机曲轴箱呼吸阀相同。其中，双缸风冷式发动机曲轴箱呼吸阀安装在发动机气缸体外壳的内腔中凸轮轴承孔的凸缘处，该凸缘周围有三段圆弧凸台，呼吸阀片置于其中并依靠凸轮轴承孔边盖内部凸起的三支点进行限位；呼吸腔由发动机气缸体外壳的呼吸腔后盖与气缸体外壳的内腔共同形成，呼吸腔与进气腔用一根软管连通，其中呼吸腔包括有由多个直角急弯和狭窄通道形成的迷宫通道，迷宫通道可以很好的过滤油滴。双缸风冷式发动机曲轴箱呼吸阀为一个圆形胶木薄板的呼吸片，呼吸片与凸轮轴承孔的凸缘相对应并彼此保持一定的间隙。当曲轴箱产生负压时，呼吸片向凸轮轴承孔的凸缘端面移动并与其接触产生密封作用，关闭气道；当呼吸片内侧气体综合压力(即曲轴箱内综合压力)大于呼吸片外侧压力时，呼吸片向外侧移动，打开气道。该呼吸阀是利用活塞上下移动，让曲轴箱内气体脉动压力控制呼吸阀的开闭。曲轴箱内的油气混合物进入呼吸腔后，由于迷宫通道内截面积的剧烈变化及方向的不断改变导致气流速度的急剧变化，因为油气混合物中的油雾的惯性质量远大于气体，由此在呼吸腔内急剧改变方向和速度的流动过程中逐渐与气流分离，从而完成油气分离，起到了降低曲轴箱排出气体的含油量的作用，同时可以保证分离出的机油在曲轴箱获得负压时被其吸入。与此同时，利用曲轴箱内气体脉动压力让汽油泵正常工作，使汽油泵对化油器供油。这种呼吸阀和呼吸装置的结构形式简单，常用于双缸内燃机。但该种形式的呼吸阀和呼吸装置在实际工作中的寿命较短，油气分离效果不理想，机油消耗多，使用不可靠，对发动机的性能及环境产生不良影响。因此，亟需设计一种可靠性高、使用寿命长的发动机曲轴箱呼吸阀和呼吸装置，以保证发动机的正常工作。
实用新型内容针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种新的发动机曲轴箱呼吸阀，以解决呼吸阀可靠性不高、使用寿命短等问题。本实用新型的另一个目的在于提供一种发动机曲轴箱呼吸装置，通过使用上述呼吸装置，有效地降低了排出气体中的含油量并且保证了发动机的正常稳定工作。为了实现上述目的，本实用新型的一方面提供了一种发动机曲轴箱呼吸阀，所述发动机曲轴箱呼吸阀包括膜片弹簧、膜片弹簧定位套和膜片弹簧固定座，其中，膜片弹簧固定座包括圆柱体的大头端和圆柱体的小头端，小头端为进气端且大头端为出气端，大头端的中部开有圆形的凹槽，小头端的中部开有圆形的通孔，凹槽与通孔连通，凹槽的直径大于通孔的直径；膜片弹簧置于膜片弹簧固定座的凹槽的底部，膜片弹簧具有能够盖住通孔的头部和能够被膜片弹簧定位套压住的尾部；膜片弹簧定位套置于膜片弹簧固定座的凹槽中并通过压住膜片弹簧的尾部固定膜片弹簧，膜片弹簧定位套为圆环结构，膜片弹簧定位套的外环面紧贴凹槽的壁面，膜片弹簧定位套的内环的直径大于通孔的直径，膜片弹簧定位套不压住膜片弹簧的头部。根据本实用新型的发动机曲轴箱呼吸阀的一个实施例，所述膜片弹簧的材料为50CrVA。本实用新型的另一方面提供了一种发动机曲轴箱呼吸装置，所述发动机曲轴箱呼·吸装置包括呼吸阀和呼吸腔，其中，呼吸腔由发动机气缸体外壳的呼吸腔后盖与气缸体外壳的内腔共同形成，气缸体外壳的内腔中还设置有凸轮轴承孔；呼吸阀通过呼吸阀的小头端安装在凸轮轴承孔中，呼吸阀具有前述发动机曲轴箱呼吸阀的结构；呼吸腔与呼吸阀的大头端连通，呼吸腔还包括用于过滤油滴的迷宫通道并且迷宫通道设置于呼吸腔及呼吸腔后盖中，呼吸腔通过管道与进气腔连通，呼吸腔的下部设有与曲轴箱连通的小孔。根据本实用新型的发动机曲轴箱呼吸装置的一个实施例，所述呼吸腔内还设置有不锈钢丝滤网。本实用新型与现有技术相比，其工作可靠性和使用寿命同原呼吸阀相比均得到大大提高，从而保证了发动机正常工作性能。
图I是本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸阀的主视剖视示意图。图2是本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸阀的俯视示意图。图3是本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸阀的膜片弹簧的俯视示意图。图4是本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸阀的膜片弹簧定位套的主视剖视示意图。图5是本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸阀的膜片弹簧固定座的主视剖视示意图。附图标记说明I-膜片弹簧、2-膜片弹簧定位套、3-膜片弹簧固定座、4-凹槽、5-通孔。
具体实施方式
在下文中，将结合附图来详细描述本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸阀。图I是本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸阀的主视剖视示意图，图2是本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸阀的俯视示意图。如图I和图2所示,根据本实施例的发动机曲轴箱呼吸阀包括膜片弹簧I、膜片弹簧定位套2和膜片弹簧固定座3。图3是本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸阀的膜片弹簧的俯视示意图，图4是本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸阀的膜片弹簧定位套的主视剖视示意图，图5是本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸阀的膜片弹簧固定座的主视剖视示意图。如图5所示，本实施例的膜片弹簧固定座3包括圆柱体的大头端和圆柱体的小头端，小头端为进气端且大头端为出气端，大头端的中部开有圆形的凹槽4,小头端的中部开有圆形的通孔5，凹槽4与通孔5连通，凹槽4的直径大于通孔5的直径。膜片弹簧固定座3用于放置膜片弹簧1，起支承底座的作用。其中，凹槽4用于承载膜片弹簧I和膜片弹簧定位套2，凹槽4的尺寸需与该两构件的尺寸相适应。通孔5作为油气混合物的通道，其尺寸只需满足排气的速率要求即可。如图3所示，膜片弹簧I置于膜片弹簧固定座3的凹槽4的底部，膜片弹簧I具有能够盖住通孔5的头部和能够被膜片弹簧定位套2压住的尾部。膜片弹簧I相当于呼吸阀的阀芯，膜片弹簧I打开即打开呼吸阀，膜片弹簧I闭合即关闭呼吸阀。在本实施例中，膜片弹簧I具有如图3所示的结构，即膜片弹簧的头部具有第一圆弧，第一圆弧的曲率半径略大于通孔5的半径，则膜片弹簧的头部可以盖住整个通孔5 ;膜片弹簧的尾部具有第二圆弧，第二圆弧的曲率半径可以等于膜片弹簧固定座3的凹槽4的半径，这样便于设置和固定膜片弹簧I ;第一圆弧的两端与第二圆弧的两端通过直线连接，以便于加工和成型，但膜片弹簧I的结构不限于此。其中，膜片弹簧I需具有良好的回弹性和密封性，膜片弹簧I的材料优选为50CrVA。如图4所示，膜片弹簧定位套2置于膜片弹簧固定座3的凹槽4中并通过压住膜片弹簧I的尾部固定膜片弹簧1，膜片弹簧定位套2为圆环结构，膜片弹簧定位套2的外环面紧贴凹槽4的壁面以保证呼吸阀的稳固性并防止膜片弹簧I异位，膜片弹簧定位套2的内环的直径大于通孔5的直径并且膜片弹簧定位套2不压住膜片弹簧I的头部，这样可以保证膜片弹簧定位套2不会影响膜片弹簧I的打开和闭合，也不会影响油气混合物的流动。本实用新型的呼吸阀的尺寸可以根据需要安装呼吸阀的位置进行具体设定。例如，在不例性实施例中，I旲片弹黃固定座3的大头端的直径为31mm且大头端的闻度为7mm,小头端的直径为24mm且小头端的高度为4mm，膜片弹簧固定座3的高度为11mm，凹槽4的直径为24mm且凹槽4的深度为5mm,通孔5的直径为IOmm且通孔5的长度为6mm。膜片弹簧I的第一圆弧的曲率半径为12mm，膜片弹簧I的第二圆弧的曲率半径为24mm。膜片弹簧定位套2的外环直径为24mm，内环直径为19mm。安装时，将膜片弹簧I放入膜片弹簧固定座3的凹槽4内，调整好膜片弹簧I的位置，使其盖住通孔5 ;然后，将膜片弹簧定位套2压入膜片弹簧固定座3的凹槽4内并将膜片弹簧I固定，组成单向呼吸阀；最后，再将此呼吸阀压入发动机气缸体外壳内腔的凸轮轴承孔内至适当位置，呼吸阀安装完毕。本实用新型采用膜片弹簧组件后，依靠膜片弹簧自身的弹力即能实现良好关闭，响应速度快，关闭时密封效果好，膜片弹簧工作时基本不存在磨损，因此可靠性强，寿命长。而原呼吸阀工作时，阀片会不停地前后移动，阀片两端面也不断地与密封面和限位凸点产生撞击而发生磨损，因此可靠性和寿命不如本实用新型。[0025]为了利用上述发动机曲轴箱呼吸阀，本实用新型还公开了一种发动机曲轴箱呼吸装置。本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸装置包括呼吸阀和呼吸腔。呼吸腔由发动机气缸体外壳的呼吸腔后盖与气缸体外壳的内腔共同形成，气缸体外壳的内腔中还设置有凸轮轴承孔；呼吸阀通过呼吸阀的小头端安装在凸轮轴承孔中，呼吸阀具有上述结构；呼吸腔与呼吸阀的大头端连通，呼吸腔还包括用于过滤油滴的迷宫通道并且迷宫通道设置于呼吸腔及呼吸腔后盖中，呼吸腔通过管道与进气腔连通，呼吸腔的下部设有与曲轴箱连通的小孔。呼吸腔及迷宫通道的结构为现有技术，在此不作赘述。本实用新型示例性实施例的发动机曲轴箱呼吸装置实施时，当发动机活塞向下运动时，曲轴箱内的压力增加，当压力大于呼吸阀中膜片弹簧I的弹力时，膜片弹簧I打开，曲轴箱内的油气混合物进入呼吸腔内并且在迷宫通道中进行油气分离，经分离后的气体经过呼吸腔与进气腔相连的管道而进入进气腔，分离出的机油则流入迷宫通道的下部并聚集起来。当发动机活塞向上运动时，曲轴箱内的压力逐渐减小，呼吸阀的膜片弹簧I处于关闭状态，当曲轴箱内的压力低于外部压力时便形成负压，此时停留在迷宫通道下部的机油便从 呼吸腔下部的小孔被吸入曲轴箱内。与此同时，汽油泵也在一呼一吸中完成泵油过程并对化油器进行供油，完成一个工作循环，如此循环往复。本实用新型的呼吸阀具有两个作用，当发动机正常工作时，随着活塞的上下运动，曲轴箱的压力在呼吸阀的控制下呈现周期性的脉动变化，一方面使曲轴箱内的压力保持正常的脉动，让曲轴箱内溢出的油气在呼吸腔内进行分离，分离出的机油和气体再分别进入曲轴箱和进气腔；而另一方面又利用此脉动压力让汽油泵工作，实现正常供油，保证发动机的正常工作。优选地，可以在呼吸腔内增加不锈钢丝滤网，以促进油气的进一步分离。综上所述，本实用新型的发动机曲轴箱呼吸阀及呼吸装置的工作可靠性和使用寿命同原呼吸阀相比均得到大大提高，从而保证了发动机正常工作性能。尽管上面已经结合示例性实施例描述了本实用新型的发动机曲轴箱呼吸阀及呼吸装置，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以对上述示例性实施例进行调整或修改。
权利要求1.一种发动机曲轴箱呼吸阀，其特征在于，所述发动机曲轴箱呼吸阀包括膜片弹簧、膜片弹簧定位套和膜片弹簧固定座，其中， 膜片弹簧固定座包括圆柱体的大头端和圆柱体的小头端，小头端为进气端且大头端为出气端，大头端的中部开有圆形的凹槽，小头端的中部开有圆形的通孔，凹槽与通孔连通，凹槽的直径大于通孔的直径； 膜片弹簧置于膜片弹簧固定座的凹槽的底部，膜片弹簧具有能够盖住通孔的头部和能够被膜片弹簧定位套压住的尾部； 膜片弹簧定位套置于膜片弹簧固定座的凹槽中并通过压住膜片弹簧的尾部固定膜片弹簧，膜片弹簧定位套为圆环结构，膜片弹簧定位套的外环面紧贴凹槽的壁面，膜片弹簧定位套的内环的直径大于通孔的直径，膜片弹簧定位套不压住膜片弹簧的头部。
2.根据权利要求I所述的发动机曲轴箱呼吸阀，其特征在于，所述膜片弹簧的材料为50CrVA。
3.一种发动机曲轴箱呼吸装置，其特征在于，所述发动机曲轴箱呼吸装置包括呼吸阀和呼吸腔，其中， 呼吸腔由发动机气缸体外壳的呼吸腔后盖与气缸体外壳的内腔共同形成，气缸体外壳的内腔中还设置有凸轮轴承孔； 呼吸阀通过呼吸阀的小头端安装在凸轮轴承孔中，呼吸阀具有如权利要求I或2所述的结构； 呼吸腔与呼吸阀的大头端连通，呼吸腔还包括用于过滤油滴的迷宫通道并且迷宫通道设置于呼吸腔及呼吸腔后盖中，呼吸腔通过管道与进气腔连通，呼吸腔的下部设有与曲轴箱连通的小孔。
4.根据权利要求3所述的发动机曲轴箱呼吸装置，其特征在于，所述呼吸腔内还设置有不锈钢丝滤网。
专利摘要本实用新型涉及发动机曲轴箱呼吸阀及呼吸装置，发动机曲轴箱呼吸阀包括膜片弹簧、膜片弹簧定位套和膜片弹簧固定座，膜片弹簧固定座包括圆柱体的大头端和圆柱体的小头端，小头端为进气端且大头端为出气端，大头端的中部开有圆形的凹槽，小头端的中部开有圆形的通孔，凹槽与通孔连通，凹槽的直径大于通孔的直径；膜片弹簧置于膜片弹簧固定座的凹槽的底部，膜片弹簧具有能够盖住通孔的头部和能够被膜片弹簧定位套压住的尾部；膜片弹簧定位套置于膜片弹簧固定座的凹槽中并通过压住膜片弹簧的尾部固定膜片弹簧，膜片弹簧定位套为圆环结构，膜片弹簧定位套的外环面紧贴凹槽的壁面，膜片弹簧定位套的内环的直径大于通孔的直径，膜片弹簧定位套不压住膜片弹簧的头部。
文档编号F01M13/04GK202645676SQ201220199008
公开日2013年1月2日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日
发明者曹渝平, 朱鉴, 罗伯清 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司