阅读说明：本技术 一种设有开关阀的机械增压器 (Mechanical supercharger with switch valve ) 是由 黄少星 张海燕 江有权 于 2020-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种设有开关阀的机械增压器,包括有由相密封连接的轴承板和盖板所围成的润滑腔室,以及驱动轴,驱动轴的一端延伸至盖板的外侧,驱动轴内设有一端与润滑腔室相连通、另一端与外界相连通的泄压孔,泄压孔内嵌装有开关阀,开关阀包括有阀体、阀座、滚珠和圆柱弹簧。本发明能够及时释放润滑腔室内的压力,使得润滑腔室内的压力与外界大气压力保持一致,避免了润滑腔室内的油气混合物向机械增压器的内部泄漏；另外,在释放压力的同时能够带走热量,从而提高了机械增压器的使用寿命和可靠性,降低了系统噪音。(The invention discloses a mechanical supercharger with a switch valve, which comprises a lubricating cavity and a driving shaft, wherein the lubricating cavity is enclosed by a bearing plate and a cover plate which are hermetically connected, one end of the driving shaft extends to the outer side of the cover plate, a pressure relief hole is arranged in the driving shaft, one end of the pressure relief hole is communicated with the lubricating cavity, the other end of the pressure relief hole is communicated with the outside, the switch valve is embedded in the pressure relief hole, and the switch valve comprises a valve body, a valve seat, a ball and a cylindrical spring. The invention can release the pressure in the lubricating cavity in time, so that the pressure in the lubricating cavity is kept consistent with the external atmospheric pressure, and the oil-gas mixture in the lubricating cavity is prevented from leaking to the inside of the mechanical supercharger; in addition, the heat can be taken away while releasing the pressure, thereby prolonging the service life and reliability of the mechanical supercharger and reducing the noise of the system.)

一种设有开关阀的机械增压器

技术领域

本发明涉及机动车发动机技术领域，具体是一种设有开关阀的机械增压器。

背景技术

机械增压器是将吸入的气体压缩后由出气口排出的设备，是一种用于内燃机的强制进气装置。运转时，发动机曲轴通过皮带驱动增压器，经压缩的空气冷却后进入引擎的燃烧室中，与燃料混合，并压缩点火做功。增压器工作时，齿轮和轴承在转动时会产生热量，所以润滑腔室内需要充有适量的润滑油，润滑齿轮和轴承的同时及时带走热量。目前已知一种增压器，润滑腔室是封闭的，工作时因润滑腔室内的油气混合物压力和温度较高，导致密封失效，轴承和齿轮寿命不能满足设计要求。目前随着对发动机性能的要求的提高，对增压器的要求也越来越高，导致润滑腔室内的油气混合物压力和温度进一步提高。同时对系统噪声也提出了更高的要求。

为此，公告号为CN102817705B的中国专利公开了一种具有泄压功能的机械增压器结构，采用了泄压阀，包括内套衬、膜片弹簧、滚球、外套筒，其中，滚球安放在内套衬中心孔中，膜片弹簧紧压在滚球外表面上，目的是给滚球提供一个预紧力，膜片弹簧被内套衬紧固保证膜片弹簧可靠的定位，内套衬外表面过盈配合在外套筒内孔中，外套筒过盈配合在输入轴的内孔中。此泄压阀采用了膜片弹簧结构，只要改变膜片弹簧的压力调节角，就可以改变泄压阀的开启压力。

但是，此泄压阀存在以下缺陷和弊端：

1、膜片弹簧的径向面积较大，使得膜片弹簧与滚球之间的径向间隙较小，导致泄压流通面积较小，泄压阻力较大；

2、膜片弹簧紧压在滚球外表面上，受到滚球的挤压会产生形变，使得其与滚球之间的轴向空间有集油效果，却不能及时排出，导致滚球沿轴向移动易受阻，增大了滚球的开启压力。

两点缺陷和弊端，在使用一段时间后会导致该泄压阀排气不畅，不能及时泄压，功能不可靠。

3、膜片弹簧制造成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种设有开关阀的机械增压器，来增大泄压流通面积，降低泄压阻力，以及时释放机械增压器润滑腔室内的压力，并能够同时降低温度，且能够保证开关阀的正常启闭。

为实现目的，本发明提供如下技术方案：

一种设有开关阀的机械增压器，包括有由相密封连接的轴承板和盖板所围成的润滑腔室，以及驱动轴，所述驱动轴的一端延伸至所述盖板的外侧，驱动轴内设有一端与所述润滑腔室相连通、另一端与外界相连通的泄压孔，所述的泄压孔内嵌装有开关阀；其特征在于：

所述的开关阀包括有阀体、阀座、滚珠和圆柱弹簧，所述的阀体通过过盈配合嵌装在所述泄压孔内，阀体内设有台阶孔一，所述台阶孔一的小孔与所述的泄压孔相连通；

所述的阀座设置于所述台阶孔一的大孔内，并包括有前段部分和后段部分，所述的前段部分与所述台阶孔一的台阶面及其大孔之间均具有间隙并形成泄压通道，所述的后段部分通过过盈配合嵌装在所述台阶孔一的大孔内；所述的阀座内设有台阶孔二，所述台阶孔二的小孔与外界相连通，所述的滚珠设置于所述台阶孔二的大孔的口部，并可封堵所述台阶孔一的小孔，所述的圆柱弹簧沿轴向设置于所述台阶孔二的大孔内，且其两端分别对应顶靠在所述滚珠的表面和所述台阶孔二的台阶面上；围绕所述阀座侧壁的四周沿轴向分别设置有多个泄压槽，所述的多个泄压槽分别与所述的泄压通道、台阶孔二以及外界相连通。

进一步的，所述的泄压孔包括有轴向泄压孔和径向泄压孔，所述轴向泄压孔的一端延伸至所述驱动轴的中部，轴向泄压孔的另一端延伸至所述驱动轴的延伸端并与外界相连通，所述的径向泄压孔贯穿所述驱动轴并连通所述滑腔室与轴向泄压孔。

进一步的，所述轴向泄压孔的中心轴线与所述驱动轴的中心轴线相重合，所述径向泄压孔的中心轴线与所述驱动轴的中心轴线相垂直。

进一步的，所述的阀体通过过盈配合嵌装在所述轴向泄压孔与外界相连通的一端。

进一步的，所述台阶孔一的小孔与所述的轴向泄压孔相连通。

进一步的，所述台阶孔一的小孔在朝向所述滚珠的一端的内壁上设有可与滚珠表面相抵触的环形凹面一。

进一步的，所述台阶孔二的大孔的口部内壁上设有可与所述滚珠表面相抵触的环形凹面二。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明所采用的开关阀，在泄压时既通过泄压槽直接向外界泄压，又可依次通过泄压槽和阀座内的台阶孔向外界泄压，拓展了泄压路径，有效的增大了泄压流通面积，大大降低了泄压阻力，从而能够及时泄压，功能可靠。

2、本发明所采用的开关阀，在滚珠沿轴向移动时，阀座既能够对滚珠进行引导，又不会受到滚球的挤压而产生形变，阀座与滚球之间的密封性能好，不会有集油效果，不会给滚球沿轴向移动造成阻力，保证了滚球的正常开启压力，从而能够保证开关阀的正常启闭。

3、本发明所采用的开关阀，弹性件采用圆柱弹簧，成本低；另外，此开关阀所包括的各零部件制造技术成熟，易实现。

综上所述，本发明能够及时释放润滑腔室内的压力，使得润滑腔室内的压力与外界大气压力保持一致，避免了润滑腔室内的油气混合物向机械增压器的内部泄漏；另外，在释放压力的同时能够带走热量，从而提高了机械增压器的使用寿命和可靠性，降低了系统噪音。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中开关阀的结构***图。

图3为本发明中开关阀的内部剖视图。

其中，1-轴承板，10-主动轴，11-主动齿轮，12-从动轴，13-从动齿轮，2-盖板，20-润滑腔室，21-联轴器，22-轴承一，23-轴承二，24-驱动轴，25-径向泄压孔，26-轴向泄压孔，27-油封，28-轮毂，29-皮带轮，3-开关阀，30-阀体，31-台阶孔一，311-环形凹面一，32-阀座，321-前段部分，322-后段部分，33-台阶孔二，331-环形凹面二，34-圆柱弹簧，35-滚珠，36-泄压槽，37-泄压通道，4-防尘罩盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-3所示，本发明公开了一种设有开关阀的机械增压器，包括轴承板1、盖板2和开关阀3。

本实施例中，轴承板1上分别安装有主动轴10和从动轴12。主动轴10和从动轴12上分别对应安装有相互啮合的主动齿轮11和从动齿轮13。

本实施例中，轴承板1与盖板2密封连接，并围成润滑腔室20。润滑腔室20内共轴设置有轴承一22和轴承二23，轴承一22和轴承二23内穿设有驱动轴24，驱动轴24的前端与主动轴10的后端之间通过联轴器21相连接。润滑腔室20内在轴承一22与轴承二23之间设置有能够分隔轴承一22和轴承二23的油封27。驱动轴24的后端设置有轮毂28，轮毂28上设置有皮带轮29，轮毂28与皮带轮29通过螺钉紧固。

具体的，皮带轮29能够连接外部驱动，作为机械增压器的动力输入端；油封27能够阻止润滑腔室20内的润滑油向外界渗漏；联轴器21能够补偿驱动轴24与主动轴10之间的相对位移，同时能够缓冲冲击，减小振动，降低系统噪声。

进一步的，轴承一22和轴承二23均为免维护轴承。

本实施例中，皮带轮29的外侧设置有防尘罩盖4，能够阻隔外界大气中的灰尘。

本实施例中，驱动轴24的一端延伸至盖板2的外侧，驱动轴24内设有一端与润滑腔室20相连通、另一端与外界相连通的泄压孔。

进一步的，泄压孔包括有轴向泄压孔26和径向泄压孔25，轴向泄压孔26的一端延伸至驱动轴24的中部，轴向泄压孔26的另一端延伸至驱动轴24的延伸端并与外界相连通，径向泄压孔25贯穿驱动轴24并连通滑腔室20与轴向泄压孔26。

进一步的，轴向泄压孔26的中心轴线与驱动轴24的中心轴线相重合，径向泄压孔25的中心轴线与驱动轴24的中心轴线相垂直。

具体的，径向泄压孔25连通在轴承一22与油封27之间。工作时，在驱动轴24转动所产生的离心力的作用下，径向泄压孔25能够有效的甩油，使滑润油被及时甩到润滑腔室20的内部，却不会影响润滑腔室20内部的气体排出，实现了油气分离。

本实施例中，开关阀3包括有阀体30、阀座32、滚珠35和圆柱弹簧34，阀体30通过过盈配合嵌装在泄压孔内，阀体30内设有台阶孔一31，台阶孔一31的小孔与泄压孔相连通；

阀座32设置于台阶孔一31的大孔内，并包括有前段部分321和后段部分322，前段部分321与台阶孔一31的台阶面及其大孔之间均具有间隙并形成泄压通道37，后段部分322通过过盈配合嵌装在台阶孔一31的大孔内；阀座32内设有台阶孔二33，台阶孔二33的小孔与外界相连通，滚珠35设置于台阶孔二33的大孔的口部，并可封堵台阶孔一31的小孔，圆柱弹簧34沿轴向设置于台阶孔二33的大孔内，且其两端分别对应顶靠在滚珠35的表面和台阶孔二33的台阶面上；围绕阀座32侧壁的四周沿轴向分别设置有多个泄压槽36，多个泄压槽36分别与泄压通道37、台阶孔二33以及外界相连通。

进一步的，阀体30通过过盈配合嵌装在轴向泄压孔26与外界相连通的一端。

进一步的，台阶孔一31的小孔与轴向泄压孔26相连通。

进一步的，台阶孔一31的小孔在朝向滚珠35的一端的内壁上设有可与滚珠35表面相抵触的环形凹面一311。

进一步的，台阶孔二33的大孔的口部内壁上设有可与滚珠35表面相抵触的环形凹面二331。

具体的，处于自然状态下的圆柱弹簧34能够推动滚珠35封堵住台阶孔一31的小孔，即滚珠35的表面与环形凹面一311相抵触，从而封堵住轴向泄压孔26，切断其与外界的连通；当润滑腔室20内的压力高于外界大气压时，滚珠35在气压的推动下沿台阶孔二33的大孔的口部向外移动，使得台阶孔一31的小孔与泄压通道37相连通，使得润滑腔室20、径向泄压孔25、轴向泄压孔26、台阶孔一31的小孔和泄压通道37依次相连通，同时，一方面使得泄压通道37、多个泄压槽36和外界大气依次相连通，另一方面使得泄压通道37、多个泄压槽36、台阶孔二33和外界大气依次相连通，向外释放润滑腔室20内的压力，同时带走热量，降低温度。此时，圆柱弹簧34呈收缩状态，滚珠35向外移动的最大行程为其表面与环形凹面二331相抵触。

当润滑腔室20内的压力与外界大气压力趋于一致时，圆柱弹簧34开始伸张并复位，滚珠35在圆柱弹簧34的顶压作用下沿台阶孔二33的大孔的口部向内移动，并再次封堵住台阶孔一31的小孔，即滚珠35的表面再次与环形凹面一311相抵触，从而再次封堵住轴向泄压孔26，确保润滑腔室20内的压力不大于外界大气压力，避免润滑腔室20内的油气混合物向机械增压器的内部泄漏。

需要说明的是，圆柱弹簧34能够决定滚珠35的开启压力，当需要润滑腔室20内压力与外界大气压力高度统一时，圆柱弹簧34的弹力则可以设置的极小。

本实施例的工作原理如下：

机械增压器的动力来源于发动机，发动机曲轴经皮带将旋转动力传至驱动轴24，驱动轴24经联轴器21带动主动轴10旋转。主动齿轮11与从动齿轮13相互啮合，该对相互啮合的齿轮将旋转动力由主动轴10传递至从动轴12，在机械增压器的内部设有一对相互啮合的转子，分别与主动轴10和从动轴12相连接，该对转子转动，从而实现压缩并输送气体。

为支撑驱动轴24并承担轴向载荷，润滑腔室20内共轴设置有二个轴承，包括轴承一22和轴承二23。润滑腔室20内充有适量润滑油，以便润滑齿轮和轴承一22，同时及时带走因摩擦产生的热量，延长齿轮和轴承一22的寿命。轴承一22的外侧设有油封27，以便阻止润滑腔室20内的油气混合物向外界泄漏。

当润滑腔室20内的压力高于外界大气压时，开关阀3内的滚珠35沿台阶孔二33的大孔的口部向外移动(如图3中所示的向右移动)，开关阀3开启。当润滑腔室20内压力与外界大气压力趋于一致时，滚珠35在圆柱弹簧34的顶压作用下沿台阶孔二33的大孔的口部向内移动(如图3中所示的向左移动)，开关阀3关闭，确保润滑腔室20内的压力与外界压力一致。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。