發動機進氣系統及其自動排水閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種發動機進氣系統及其自動排水閥，自動排水閥安裝于發動機進氣系統中進氣道和中冷器之間的管路，其包括具有閥腔的閥座和設于所述閥腔內的閥芯，還設有供進氣道內冷凝水流入的進水流道；所述閥座設有排水流道，和連通所述排水流道、所述進水流道的閥口；所述閥芯和所述閥腔底部之間設有彈性部件，進氣系統進氣時，所述閥芯受進氣壓力壓縮所述彈性部件移向并堵住所述閥口，所述彈性部件復位時，所述閥芯脫離所述閥口。該自動排水閥通過氣體壓力和彈性部件彈力的壓差，能夠在進氣時關閉以保持進氣系統密閉性，停機時打開以排出進氣道內的冷凝水，從而在保持進氣系統正常工作的同時，避免了進氣道中零部件的銹蝕損壞。
【專利說明】發動機進氣系統及其自動排水閥
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發動機【技術領域】，特別涉及一種發動機進氣系統及其自動排水閥。
【背景技術】
[0002]請參考圖1，圖1為一種典型的發動機進氣系統的結構框圖。
[0003]進氣系統包括空濾器、增壓器、中冷器，空濾器用于過濾空氣、消除雜質，增壓器用于增加空氣的壓力，中冷器用于冷卻空氣。過濾、增壓、冷卻后的空氣經過進氣管、進氣道，最終進入發動機燃燒室參與燃燒。如圖1所示，空氣的流動路徑為:空濾器-增壓器-中冷器-進氣管-進氣道-燃燒室。
[0004]在發動機領域，尤其是船用發動機等使用環境空氣濕度比較大的發動機，氣體所含的水分較多。另外，空氣從進入空濾器一直到參與燃燒，一直在密閉環境中。發動機在工作狀態時，進氣系統內溫度、壓力都比較高，進入的氣體含有的水分會保持在氣體狀態。
[0005]然而，上述方案存在下述技術問題:
[0006]發動機處于停機狀態時，進氣道內的壓力、溫度均較低，進氣道中佘留氣體內的水分子會被冷卻為冷凝水，此冷凝水容易造成進氣道中零部件的銹蝕，從而損壞相關零部件。
[0007]有鑒于此，如何避免冷凝水損壞進氣道中的相關零部件，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
實用新型內容
[0008]為解決上述技術問題，本實用新型的目的為提供一種發動機進氣系統及其自動排水閥，進氣道中的冷凝水可通過自動排水閥排出。
[0009]本實用新型提供的自動排水閥，安裝于發動機進氣系統中進氣道和中冷器之間的管路，
[0010]所述自動排水閥包括具有閥腔的閥座和設于所述閥腔內的閥芯，還設有供進氣道內冷凝水流入的進水流道；所述閥座設有排水流道，和連通所述排水流道、所述進水流道的閥口 ；
[0011]所述閥芯和所述閥腔底部之間設有彈性部件，進氣系統進氣時，所述閥芯受進氣壓力壓縮所述彈性部件移向并堵住所述閥口，所述彈性部件復位時，所述閥芯脫離所述閥□。
[0012]進氣系統中安裝該自動排水閥后:
[0013]發動機工作時:進氣系統進氣，閥芯受到進氣壓力壓縮彈性部件而移向并堵住閥口，斷開進水流道和排水流道，從而使進氣系統形成一個密閉的環境，保證進氣系統內氣體無外漏，此時系統內壓力、溫度較高，進氣道內無冷凝水。
[0014]發動機停機時:進氣系統內壓力消失，彈性部件復位，閥芯脫離閥口，閥口打開，進水流道和排水流道連通。此時，系統內壓力、溫度較低，進氣道形成的冷凝水可匯集到自動排水閥處，并經進水流道-閥口-排水流道排出發動機。
[0015]可見，該自動排水閥，通過氣體壓力和彈性部件彈力的壓差，能夠在進氣時關閉以保持進氣系統密閉性，停機時打開以排出進氣道內的冷凝水，從而在保持進氣系統正常工作的同時，避免了進氣道中零部件的銹蝕損壞。
[0016]優選地，所述閥芯封堵所述閥口時，與所述閥口形成錐密封。
[0017]優選地，所述閥芯包括相接的大徑段和小徑段，所述大徑段滑動配合于所述閥腔的內壁；所述小徑段的端部用于封堵所述閥口 ；所述大徑段設有貫通孔，所述貫通孔的兩端分別連通所述閥腔，以及所述進氣道和所述中冷器之間的管路；所述閥口連通所述閥腔；所述貫通孔為所述進水流道。
[0018]優選地，沿所述閥芯的周向均勻開設有若干所述貫通孔。
[0019]優選地，所述閥腔與所述排水流道同軸設置，所述進水流道與所述排水流道平行。
[0020]優選地，所述閥腔對應的所述閥座內壁設有卡槽，所述卡槽內設有限位墊片，所述閥芯位于所述限位墊片和所述彈性部件之間。
[0021]優選地，所述閥座的外壁形成有螺紋，以旋入進氣道和中冷器之間的管路。
[0022]優選地，所述閥座的外壁形成有螺帽，所述螺帽形成的臺階面上設有密封圈。
[0023]優選地，所述排水流道的出水口為能夠與外接管路連接的接口。
[0024]本實用新型還提供一種發動機進氣系統，包括相連通的中冷器和進氣道，所述中冷器和所述進氣道之間的管路安裝有如上述任一項所述的自動排水閥。
[0025]由于上述自動排水閥具有上述技術效果，安裝有該自動排水閥的進氣系統也具有相同的技術效果。
[0026]優選地，所述自動排水閥豎直安裝于所述中冷器和所述進氣道之間的管路，安裝后的所述進水流道和所述排水流道均豎直設置。
[0027]優選地，還包括盛水容器，所述排水流道連通至所述盛水容器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為一種典型的發動機進氣系統的結構框圖；
[0029]圖2為本實用新型所提供發動機進氣系統一種具體實施例的結構框圖；
[0030]圖3為圖2中自動排水閥的結構示意圖；
[0031]圖4為圖3的軸向剖視圖；
[0032]圖5為圖4的俯視圖。
[0033]圖3-5 中:
[0034]11閥座、111排水流道、112閥口、113螺帽、114閥腔、115螺紋段、12閥芯、121貫通孔、13限位墊片、14彈簧、15密封圈
【具體實施方式】
[0035]為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0036]請參考圖2-5，圖2為本實用新型所提供發動機進氣系統一種具體實施例的結構框圖；圖3為圖2中自動排水閥的結構示意圖；圖4為圖3的軸向剖視圖；圖5為圖4的俯視圖。
[0037]本實施例中的自動排水閥，安裝于發動機進氣系統中進氣道和中冷器之間的管路，如圖2所述的進氣管，進氣管、進氣道一般形成于發動機上，為鑄件。
[0038]自動排水閥包括具有閥腔114的閥座11和設于閥腔114內的閥芯12，閥芯12可沿閥腔114軸向移動。自動排水閥還設有供進氣道內冷凝水流入的進水流道，顯然，自動排水閥安裝于中冷器和進氣道之間的管路后，進水流道連通該管路，而且自動排水閥應當置于該段管路的最低點，以保證進氣道內的冷凝水能夠流至該進水流道處，此時，進水流道的位置也應低于安裝位置，則冷凝水可繼續流入進水流道。
[0039]經上述描述可知，安裝后的自動排水閥，主要是閥芯12朝向管路內部，其余部分可位于管路外部。則可以理解，優選的方案為將自動排水閥豎直安裝于中冷器和進氣道之間的管路，則進水流道的位置低于其安裝位置，以便冷凝水流入進水流道。此時，進水流道和排水流道111最好呈豎直狀態，則冷凝水可豎直流下。當然，自動排水閥傾斜一定角度安裝也是可行的，只要保證冷凝水能夠流入進水流道即可。
[0040]自動排水閥的閥座11設有排水流道111，以及連通排水流道111、進水流道的閥口112，即排水流道111和進水流道通過閥口 112連通。當冷凝水流向進水流道后，能夠經排水流道111排出，顯然，安裝后排水流道111的位置也應低于進水流道的位置。
[0041]另外，閥芯12和閥腔114底部之間設有彈性部件，圖4中，彈性部件具體為彈簧14，彈簧14系數高，易于變形且能夠提供足夠的復位力，當然，彈性部件采用彈性系數高的彈性墊片等彈性材料制品也是可行的。自動排水閥安裝至中冷器至進氣道之間的管路時，需要保證閥芯12能夠接觸到該段管路內的氣體，以保證進氣系統進氣時，閥芯12能夠受到進氣壓力。如此設計:
[0042]發動機工作時:
[0043]進氣系統進氣，閥芯12受到進氣壓力壓縮彈簧14而移向并堵住閥口 112，斷開進水流道和排水流道111，從而使進氣系統形成一個密閉的環境，保證進氣系統內氣體無外漏，此時系統內壓力、溫度較高，進氣道內無冷凝水。可見，彈簧14的伸縮方向與閥芯12沿閥腔114移動的方向相同，圖4中，彈簧14和閥芯12、閥腔114均同軸設置。
[0044]發動機停機時:
[0045]進氣系統內壓力消失，彈簧14復位，閥芯12脫離閥口 112，閥口 112打開，進水流道和排水流道111連通。此時，系統內壓力、溫度較低，進氣道形成的冷凝水可匯集到自動排水閥處，并經進水流道-閥口 112-排水流道111排出發動機。
[0046]本實施例提供的自動排水閥，通過氣體壓力和彈性部件彈力的壓差，能夠在進氣時關閉以保持進氣系統密閉性，停機時打開以排出進氣道內的冷凝水。可見，該自動排水閥可避免進氣道中零部件的銹蝕損壞。
[0047]進一步地，閥芯12封堵閥口 112時，可與閥口 112形成錐密封。即閥芯12封堵閥口 112的封堵部呈錐形設置，閥口 112也呈錐形設置，二者的錐形封堵部配合，錐形具有導向作用，使得封堵更加嚴密，確保封堵效果。
[0048]閥芯12的具體結構可繼續參考圖4理解。閥芯12可包括相接的大徑段和小徑段，且大徑段貼靠閥腔114的內壁，即閥芯12和閥腔114的內壁滑動配合，以便閥芯12沿軸向移動而不偏移，從而確保閥芯12能夠按照預定軌跡封堵閥口 112。閥芯12的小徑段的端部則為其封堵部，用于封堵閥口 112，彈簧14套裝小徑段，位于閥腔114底部和大徑段底部之間，閥口 112則設置于閥腔114的底部，圖4中，小徑段的端部呈錐形設置。
[0049]此時，閥芯12的大徑段可設置貫通孔121，貫通孔121的兩端分別連通閥腔114和自動排水閥的外部，安裝后，貫通孔121即連通中冷器、進氣道之間的管路，則閥腔114可通過貫通孔121連通中冷器、進氣道之間的管路。另外，閥口 112連通閥腔114和排水流道111，則閥口 112通過閥腔114連通貫通孔121和排水流道111。此時，貫通孔121即為進水流道。
[0050]如此設計，既使閥芯12與閥座11能夠較好地滑動配合，又充分運用了閥芯12，僅在閥座11上設置閥口 112和排水流道111即可實現上述的自動放水功能，結構簡單且可靠。
[0051]可以理解，直接將進水流道設置于閥座11上也是可行的，比如，以圖4為例，在閥座11的側壁開設流道，使其一端連通至閥口 112處，另一端連通至自動排水閥的頂部，以便連通中冷器、進氣道之間的管路，閥芯12加工為實體件，閥芯12在氣壓和彈簧14壓力下的軸向移動同樣可控制排水流道111和如此設置的進水流道的通斷。當然，該種方式的加工簡便性、閥座12的強度相較于上述實施例均次之。
[0052]進一步地，可沿閥芯12的周向均勻開設若干貫通孔121，如圖3、5所示。設置若干貫通孔121可增加進水流道的面積，便于冷凝水的快速排出。而且，貫通孔121的均勻設置也便于加工。
[0053]此時，閥腔114與排水流道111可同軸設置。如圖4所示，實際上，此時，閥口 112、排水流道111、閥芯12、閥腔114均同軸，貫通孔121也與軸線平行。如此設計，進水流道和排水流道111之間的距離較短，便于冷凝水快速排出；而且，該結構的自動排水閥，其排水流道111和進水流道幾乎呈直線，只要自動排水閥豎直設置，排水流道111和進水流道也豎直設置，冷凝水便可直接豎直流下，能夠加快流速。另外，自動排水閥的加工也更為簡單。可以理解，即使排水流道111相較于貫通孔121、閥腔114等傾斜一定角度設置也是可行的，只要冷凝水能夠沿排水流道111排出即可。
[0054]針對上述實施例，閥腔114對應的閥座11內壁可設置卡槽，且卡槽內設有限位墊片13，閥芯12則位于限位墊片13和彈簧14之間，限位墊片13可限制閥芯12的位移。可繼續參考圖4理解，彈簧14復位時，閥芯12在彈簧14彈力作用下上移，上移至限位墊片13處即與限位墊片13抵觸，不再繼續上移。如此設計，可防止彈簧14彈力過大，復位時閥芯12在慣性作用下脫離閥腔114而失效；而且，限位墊片13將閥芯12限制于閥腔114內，則易于實現貫通孔121的位置低于自動排水閥的安裝位置，確保冷凝水能夠進入進水流道。
[0055]針對上述各實施例，閥座11的外壁可形成有螺紋，以旋入進氣道和中冷器之間的管路。如圖4所示，閥座11上形成有閥腔114的上段大致呈螺栓狀，即具有螺紋段115，并可形成螺帽113。則安裝該自動排水閥時，在進氣道和中冷器之間的管路上加工出相應接口，自動排水閥可直接旋入，而無需借助其他安裝工具，安裝簡便，螺帽113便于操作人員旋動自動排水閥。
[0056]圖4中，為防止管路中冷凝水或是氣體從安裝自動排水閥的接口處泄漏，還在自動排水閥的外壁設有密封圈15，自動排水閥安裝后，密封圈15抵緊在安裝接口處，提高了密封性能。形成螺帽113時，密封圈15可設于螺帽113形成的環形臺階面以及螺紋段115之間，安裝后，密封圈15即抵緊在接口處，有效防漏。
[0057]可以理解，除了上述的螺栓狀設計，將自動排水閥設計為鉚釘狀，直接鉚入，或是通過焊接、法蘭連接等方式是可行的。當然，上述的螺栓設計具有較好的可拆卸性和密封性能，而且利用自身結構實現安裝，能夠降低成本。
[0058]針對上述各實施例，排水流道111的出水口可連接外接管路，此時，排水流道111的出水口可加工為便于與外接管路配合的接口。則發動機停機時，進氣道內的冷凝水可經外接管路流出至指定位置，以防冷凝水對其他構件造成銹蝕。可以設置專門的盛水容器，夕卜接管路連通至該盛水容器；或是將外接管路直接連接至發動機系統中的水箱等，以合理地收集冷凝水。
[0059]本實用新型還提供一種發動機進氣系統，包括相連通的中冷器和進氣道，中冷器和進氣道之間的管路安裝有如上述任一實施例所述的自動排水閥。由于上述自動排水閥具有上述技術效果，具有該自動排水閥的進氣系統也具有相同的技術效果，此處不再贅述。
[0060]以上對本實用新型所提供的一種發動機進氣系統及其自動排水閥均進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種自動排水閥，安裝于發動機進氣系統中進氣道和中冷器之間的管路，其特征在于， 所述自動排水閥包括具有閥腔(114)的閥座(11)和設于所述閥腔(114)內的閥芯(12)，還設有供所述進氣道內冷凝水流入的進水流道；所述閥座(11)設有排水流道(111)，和連通所述排水流道(111)、所述進水流道的閥口(112)；所述閥芯(12)和所述閥腔(114)底部之間設有彈性部件，進氣系統進氣時，所述閥芯(12)受進氣壓力壓縮所述彈性部件移向并堵住所述閥口(112)，所述彈性部件復位時，所述閥芯(12)脫離所述閥口(112)。
2.如權利要求1所述的自動排水閥，其特征在于，所述閥芯(12)封堵所述閥口(112)時，與所述閥口(112)形成錐密封。
3.如權利要求1所述的自動排水閥，其特征在于，所述閥芯(12)包括相接的大徑段和小徑段，所述大徑段滑動配合于所述閥腔(114)的內壁；所述小徑段的端部用于封堵所述閥口(112);所述大徑段設有貫通孔(121)，所述貫通孔(121)的兩端分別連通所述閥腔(114)，以及所述進氣道和所述中冷器之間的管路；所述閥口(112)連通所述閥腔(114);所述貫通孔(121)為所述進水流道。
4.如權利要求3所述的自動排水閥，其特征在于，沿所述閥芯(12)的周向均勻開設有若干所述貫通孔(121)。
5.如權利要求3所述的自動排水閥，其特征在于，所述閥腔(114)與所述排水流道(111)同軸設置，所述進水流道與所述排水流道平行。
6.如權利要求3所述的自動排水閥，其特征在于，所述閥腔(114)對應的所述閥座(11)內壁設有卡槽，所述卡槽內設有限位墊片(13)，所述閥芯(12)位于所述限位墊片(13)和所述彈性部件之間。
7.如權利要求1-6任一項所述的自動排水閥，其特征在于，所述閥座(11)的外壁形成有螺紋，以旋入所述進氣道和所述中冷器之間的管路。
8.如權利要求7所述的自動排水閥，其特征在于，所述閥座(11)的外壁形成有螺帽(113)，所述螺帽(113)形成的臺階面上設有密封圈(15)。
9.如權利要求1-6任一項所述的自動排水閥，其特征在于，所述排水流道(111)出水口為能夠與外接管路連接的接口。
10.一種發動機進氣系統，包括相連通的中冷器和進氣道，其特征在于，所述中冷器和所述進氣道之間的管路安裝有如權利要求1-9任一項所述的自動排水閥。
11.如權利要求10所述的發動機進氣系統，其特征在于，所述自動排水閥豎直安裝于所述中冷器和所述進氣道之間的管路，安裝后的所述進水流道和所述排水流道均豎直設置。
12.如權利要求10所述的發動機進氣系統，其特征在于，還包括盛水容器，所述排水流道連通至所述盛水容器。
【文檔編號】F16K1/32GK203571060SQ201320623982
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月10日 優先權日:2013年10月10日
【發明者】張紀元, 王聰聰, 賈曉麗, 澹臺金耒, 李德勝, 陳飛 申請人:濰柴動力股份有限公司