含有流量調節和選擇連接閥的廢氣再循環裝置的製作方法

2023-07-04 10:57:06

專利名稱：含有流量調節和選擇連接閥的廢氣再循環裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種廢氣再循環裝置，此裝置尤其可用於把一些廢氣再噴入 內燃機的進氣管路。
背景技術：
廢氣再循環裝置一般包括冷卻通道和未冷卻通道，所述冷卻通道和未冷 卻通道，通過可選擇性的連接部件與備有流量調節閥並與發動機進氣管路相 連接的管路連接。可選擇性的連接部件包括腔體，冷卻和未冷卻通道通向所述腔體；閥門元件，所述閥門元件能在腔體中的未冷卻通道連通而冷卻通道 關閉的位置和冷卻通道連通而未冷卻通道關閉的位置之間運動。安裝於兩管 路部分之間的所述閥門包括主體，所述主體限定了腔體，而所述管路部分通 向所述腔體；流量調節元件，所述流量調節元件被直通孔穿過，並安裝成在 所述腔體中運動，以便限定廢氣能經過的可變橫截面。所述廢氣再循環裝置 具有相對比較複雜和體積較大的結構。發明內容因此， 一種筒單而緊湊的廢氣再循環裝置將有積極作用。為此，本發明提供了一種廢氣再循環裝置，它包括冷卻通道和未冷卻通連接，所述閥門包括與管路連接的腔體，並罩住能運動且被直通孔穿過的流 量調節元件，以便為廢氣通道限定可變橫截面，在腔體的壁上，每一個冷卻 和未冷卻通道帶有端部開口，調節元件安裝成面向所述壁，以便能在直通孔 面向冷卻通道的第一極限位置和直通孔面向未冷卻通道的第二極限位置之 間運動，所述調節元件具有可把冷卻和未冷卻通道關閉的中間位置。這樣，讓調節元件從其中間位置運動到其第一極限位置，允許調節來自 冷卻通道的廢氣流，而讓調節元件從中間位置運動到其第二極限位置，則允 許調節來自未冷卻通道的廢氣流。這樣就可以對管路中的氣流進行調節。並
且，當調節元件位於其中一個極限位置或其中間位置時，調節元件可任選地 把冷卻和未冷卻通道與管路相連接。這樣，所述閥門就執行調節廢氣流和選 擇哪一通道與管路相連接的雙重功能。另外，調節元件能在垂直於廢氣流的 平面上運動，這意味著用於使調節部件運動的設備只需要一定程度上能承受 由壓縮廢氣施加於調節元件上的力。根據具體的實施例，調節元件由一安裝於腔體中的圓盤構成，以便在兩 個極限位置間樞轉。所製作的圓盤可用一種特別簡單的方式運動，例如電動馬達方式。所述 閥門的結構特別緊湊。優選的是，圓盤的三個位置之間隔開120° 。就給定的尺寸而言，這種安排方式可獲得最大的通道橫截面。 據一項有優勢的特徵，圓盤和牆壁經由至少 一 圍繞直通孔的第 一頸圈相接觸，優選的是，圓盤和壁也經由至少一關於圓盤的旋轉軸與第一頸圈對稱的第二頸圈相接觸。因此通過相對小的面積實現了密封，即通過頸圈的邊，這樣更容易獲得良好的密封。並且，做幾個對稱的頸圈允許壓在圓盤上的力散布。據另 一項具有優勢的特徵，所述閥門包括用於使圓盤恢復到中間位置的恢復元件，優選的是，恢復元件包括兩個扭矩彈簧與圓盤和主體連接，以便在圓盤上施加相對的恢復扭矩。當沒有動力加在所述閥門時，所述閥門就位於使兩個通道關閉的位置。 閱讀對本發明的以下一些特殊的非限制性實施例的描述，本發明的其他特徵和優勢將會顯現出來。


可以參照附圖，其中圖1是裝有廢氣再循環裝置的內燃機的示意圖；圖2是據本發明對調節元件的第一位置的閥門的軸截面圖；圖3是與圖2相似的對調節元件的第二位置的視圖；圖4是從形成調節元件底座的壁上看而得到的視圖；圖5是據實施例的另一種形式與圖3中的視圖相似的閥門的視圖。
具體實施方式
參照圖1， 一般用l表示的廢氣再循環裝置用於被安裝到內燃機2上，所述內燃機2—方面與燃氣排氣管3相連接，另一方面又與空氣進入管路4 相連接。這種布置本身是已知的。再循環裝置1包括本身已知的冷卻通道5和未冷卻通道6，所述冷卻通 道5和未冷卻通道6—方面與排氣管3相連接，另一方面通過閥門7與進氣 管4相連接。也可參照圖2到4，閥門7包括限定了腔體9的主體8，所述腔體9被 法蘭10所包圍，而與冷卻和未冷卻通道的相應端部連接的通道穿過法蘭10。 法蘭10固定於主體8上，並例如可以用圖中看不到的螺釘取下，該法蘭構 成腔體9的壁。如同腔體9的同側一樣，法蘭10包括表面，第一頸圈ll從 所述表面圍繞在冷卻通道5的出口處，頸圈12從所述表面圍繞在未冷卻通 道6的出口處，盲頸圈13從所述表面凸起，所述第一頸圏11、頸圈12和盲 頸圈13之間分開成120°角。頸圈ll、 12和13是相同的。所述腔體9通過通向它的連接管14與進氣管4相連接。腔體9容納著由圓盤15構成的流量調節元件，橫截面可與冷卻和未冷 卻通道的橫截面相比的直通孔16穿過所述圓盤15。圓盤15位於面向頸圈 11、 12、 13以及法蘭10的位置。圓盤15緊固在軸17的一端，而軸17的另 一端緊固於在離開電動馬達19一定距離的位置旋轉的齒部18，在這個例子 中，所述電動馬達19是直流馬達。所述圓盤15能在兩極限位置之間轉動，即-在所述第一極限位置處(如圖2和3所示)，直通孔16位於面向頸圈 11和冷卻通道5的位置，(圓盤15因此打開冷卻通道5，關閉未冷卻通道6); 和-在所述第二極限位置處(未示出)，直通孔16位於面向頸圏12和冷卻 通道6的位置，(則圓盤15打開未冷卻通道6，關閉冷卻通道5)。在兩個極限位置之間，圓盤15有中間位置(未示出)，在所述中間位置 處，直通孔16面向頸圈13，此時圓盤15就關閉冷卻通道5和未冷卻通道6。 兩個極限位置和中間位置之間分開120° 。對於給定的尺寸，分開120°能 使通道橫截面最大。閥門7包含恢復元件，用於使圓盤15恢復到中間位置。恢復元件包含 兩個扭矩彈簧20、 21,它們是與軸17同軸的螺旋彈簧，每一彈簧的一端與 齒部18相連接，另一端與主體8相連接，以便作用於齒部18和圓盤15，並 與恢復扭矩力相對。軸17被罩在主體18中，這樣其不僅可以樞轉，而且可以滑動，以便圓 盤15在兩個軸向位置之間運動，即-支座的第一位置(如圖3所示)中，圓盤15被壓在頸圈11、 12和13 上，頸圈ll、 12和13形成圓盤15的底座；-未支座的第二位置(如圖2所示)中，圓盤15遠離頸圈11、 12和13。間門7包括運動設備，用於使圓盤15在支座位置和未支座位置之間運動。運動設備包括固定於主體8上並與軸17同軸的線圈22，以便它位於面 向和軸17 —起平移的磁性材料盤23的位置。線圈22與電源供應設備(未 示出)相連接，這樣，當對線圏22通電後，線圈22就吸引盤23，並使軸 17和圓盤15朝向圓盤15支座的位置運動。運動設備也包括恢復部件，用於使圓盤15恢復到未支座的位置。恢復 設備包括螺旋壓縮彈簧24，所述螺旋壓縮彈簧24在主體8和盤25之間與軸 17同軸，而所述盤25關於軸17固定，不能平移但能自由轉動。在此特例中， 盤25安裝後，它就可以在固定於軸17的階式軸襯26上自由旋轉，並通過 滑執或滾針止推軸承，軸向支撐在軸襯26的肩部以及盤23上。彈簧24向 後推動盤25而靠在固定於主體8上的末端擋板27上。末端擋板27限定了 圓盤15的未支座位置。現在對閥門工作的方式進行描述。當內燃機2沒運行時，電動馬達19和線圈22沒有通電。彈簧24把圓 盤15約束在未支座的位置，扭矩彈簧20、 21把圓盤15約束在中間位置。通過發動機控制單元或一些其他的本身已知的專用單元，可以用本身已 知的方式對廢氣再循環進行控制，電動馬達19和線圏22至少間接與所述控 制單元或者專用單元相連接。當內燃機2處於廢氣再循環階段，電動馬達19是這樣被操作的，即 通過連接管14，根據冷卻通道5還是未冷卻通道6與進氣管4相連接，而把 圓盤15引入它的兩個極限位置的一端或另一端。應該理解，當圓盤15處於 它的兩個^f及限位置之一時，由於直通孔16完全面向兩個通道5、 6的其中之 一，所以會達到最大流量。相比之下，當圓盤15處於它的中間閉合位置和兩個極限位置之一之間的位置時，直通孔16位於只部分面向兩個通道之一 的位置，這意味著圓盤15關閉了部分通道。圓盤15可以減少用於來自所論 述的通道的廢氣流途經的橫截面積，就可以調整流量了 。當圓盤15處於非支座位置而內燃機處於再循環階段時，將會注意到， 在通道的出口處並面向圓盤15處於關閉此通道的位置，存在洩漏。此洩漏 的流量可忽略。當圓盤15在它的兩極限位置之間樞轉時，它並不壓靠頸圈11、 12和13。 這就可以限制摩^^以及接觸部件的磨損。用傳統方式4企測圓盤15的角位置。在廢氣再循環階段的外部，電動馬達19把圓盤15帶到其中間位置，且 給線圏22通電，使圓盤15處於支座的位置。如果恢復到再循環階段，為使圓盤15在其各種角度位置之間運動，要 預先切斷對線圈22供電，以便彈簧24使圓盤15運動到其未支座位置，此 時，給電動馬達19通電，從而能使圓盤15運動到希望的位置。存在頸圏11、 12和13能簡化在圓盤15和其底座之間實現密封的方式， 而且，當圓盤處於支座位置時，也能使施加於圓盤15上的載荷得到平衡。闊門7執行調節流量和選擇通道5、 6中的哪一個通道與管14相連接的 雙重功能。而且，既然圓盤15在垂直於廢氣流的平面內運動，那麼用於使 圓盤15運動的設備就在有限的程度上承受壓縮廢氣施加於圓盤15上的力。當關閉內燃機2時，那麼對線圈22的供電也就被切斷，彈簧24向後推 動圓盤15進入未支座位置。這樣就可避免包含在廢氣中的粒子或凝結塊把 圓盤15粘結到法蘭10。據圖5中所示的實施例的另一種形式，使圓盤15恢復到未支座位置的 恢復部件包括永久磁鐵27，所述永久磁鐵27是圓形的，固定在面向磁碟28 的盤23周圍，所述磁碟28關於主體8固定，不能平移但能自由轉動。磁碟 28與軸17同軸，並通過旋轉引導軸承以及軸向滾針止推軸承固定於主體8 上。盤23由磁性材料製成。永久》茲4失27有比線圈22更大的直徑。永久磁鐵27與銜鐵29相聯合，永久磁鐵27產生的磁通量穿過該銜鐵， 這樣永久^^玄鐵27就產生吸引》茲盤28的吸引力。以本身已知的方式，銜鐵29包括飽和部分，所述飽和部分限制由永久 磁鐵27產生的磁通量，從而在永久磁鐵接近盤28時，限制由永久》茲鐵27 所產生的吸引力增大。當線圈通電時，這樣就讓線圈22更容易以這種方式 移動圓盤15,從而讓圓盤15運動到支座位置，在該位置，所述原盤壓靠頸 圈11、 12和13。這樣，當線圈22通電時，它就吸引盤23,並把圓盤15帶到支座位置。 當給線圈22的供電切斷時，永久磁鐵27吸引盤28並把圓盤15帶入未支座 位置。永久磁鐵27和線圈22之間的直徑差異，就使它們相互分離開，這樣，永久磁鐵27就稍微受到由線圈22產生的磁場的作用。在另 一個形式的實施例中，由電動馬達19驅動的齒部固定在盤23上。 扭矩彈簧20、 21是螺旋狀的，而且與軸17同軸，所述扭矩彈簧20、 21中的每一個都有一端和與軸17 —同旋轉的部件相連接，而另一端與主體8相連4妄，以<更在軸17和圓盤15上施加相對的恢復力矩。仍在所述另一個形式的實施例中，與腔體9處於同側的法蘭IO表面是平坦的，且圓盤15有三個凸起的頸圈(圖5中只能看見兩個) 一個頸圈繞在直通孔16的周圍，還有兩個是盲頸圈。據另 一形式的實施例的閥門工作的方式與已描述的操作模式是相同的。 當然，本發明不局限於所描述的實施例，在不背離由權利要求書所限定的本發明的範圍內，另一形式的實施例可應用於其中。特別是，調節元件可具有和所描述不同的結構，例如，可以包含滑盤。 並且，通道5、 6可通過安裝在主體8外部的連接端部件，直接與腔體9相連4妄。頸圈ll、 12和13是任意選擇的。閥門7可以安裝在冷卻和未冷卻通道的上遊，而不是如圖1中所描述的 下遊。在再循環階段，如果不希望在別的通道有任何滲漏，則一旦圓盤處於連 接其中一條通道與管道14的希望角度位置，就對圓盤15採取一定措施，使 其被帶到支座位置。如果要改變該角位置，則預先將圓盤15離座，然後， 一旦它樞轉完，就恢復到它的支座位置。
權利要求
1.一種廢氣再循環裝置，其包括冷卻通道(5)和未冷卻通道(6)，所述冷卻通道和未冷卻通道通過選擇性的連接設備(7)與設置有閥門(7)的管路(14)相連接，所述閥門包括與所述管路相連接的腔體(9)，並罩住流量調節元件(15)，所述流量調節元件可運動並被直通孔(16)穿過，以便為廢氣通道限定可變橫截面，其特徵在於每一條所述冷卻和未冷卻通道都有一端部開口於所述腔體的壁(10)上，並且特徵在於，所述流量調節元件安裝成面向所述壁，以便能在所述直通孔面向所述冷卻通道的第一極限位置和所述直通孔面向所述未冷卻通道的第二極限位置之間運動，所述調節元件存在中間位置，在所述中間位置，所述調節元件關閉所述冷卻和未冷卻通道。
2. 如權利要求1中的裝置，其特徵在於所述調節元件由圓盤(15) 構成，所述圓盤安裝於所述腔體(9)內並在所述兩個極限位置之間樞轉。
3. 如權利要求2中的裝置，其特徵在於所述圓盤(15)的三個位置 分開120° 。
4. 如權利要求2中的裝置，其特徵在於通過至少一環繞所述直通孔 (16)的第一頸圏(11)，所述圓盤(15)和所述壁(10)相接觸。
5. 如權利要求4中的裝置，其特徵在於還通過至少一關於所述圓盤 的旋轉軸與所述第一頸圈(11 )相對稱的第二頸圈(12、 13)，所述圓盤(15) 和所述壁(10)相接觸。
6. 如權利要求2中的裝置，其特徵在於所述閥門(7)包括恢復元件 (20、 21),用於使所述圓盤(15)恢復到所述中間位置。
7. 如權利要求6中的裝置，其特徵在於所述恢復元件包括兩個與所 述圓盤(15)和所述主體(8)相連接的扭矩彈簧(20、 21)，以便在所述圓 盤上施加相對的恢復力。
8. 如權利要求1中的裝置，其特徵在於所述圓盤(15)能在壓靠所 述壁的位置和遠離所述壁的位置之間軸向運動，而且特徵在於，所述閥門(7 ) 包括運動設備(24、 27)，用於使圓盤在其兩個軸向位置之間運動。
全文摘要
本發明涉及廢氣再循環裝置，其包括冷卻通道(5)和未冷卻通道(6)，所述冷卻通道和未冷卻通道通過選擇性的連接設備(7)連接到設置有閥門(7)的管路(14)，所述閥門包括腔體(9)，該腔體連接到所述管路並且容納可動的流量調節元件，而且被通孔(16)貫穿以限定可變橫截面，允許廢氣通過。所述冷卻和未冷卻通道每一條都有一端部開口於所述腔體的壁(10)上，並且所述調節元件對著所述壁安裝，從而可以在所述通孔對著所述冷卻通道的第一極限位置和所述通孔對著所述未冷卻通道的第二極限位置之間移動，所述調節元件存在中間位置，在該中間位置，所述調節元件閉合所述冷卻和未冷卻通道。
文檔編號F16K31/04GK101133240SQ200680007165
公開日2008年2月27日 申請日期2006年3月8日 優先權日2005年3月9日
發明者勞倫特·艾伯特 申請人:法雷奧電機控制系統公司