具有提升閥的排放氣體再循環系統的製作方法

2023-09-16 04:39:30 3

具有提升閥的排放氣體再循環系統的製作方法
【專利摘要】一種排放氣體再循環迴路，包括：至少一個閥(100)，包括本體，其限定敞開到第二管(2)的第一管(1)，由此限定交叉部，交叉部形成與第二管(2)成直角的座(7)，還包括閥盤(8)，該閥盤在關閉位置和打開位置之間與座(7)成直角地在第一管(1)中滑動，在打開位置中，閥盤(8)靠近第一管(1)的面朝座(7)的壁(5)，閥(100)包括將閥盤(8)從其關閉位置促動到其打開位置的促動器件(12)和將閥盤(8)帶到其關閉位置的彈性彈簧機構；排放管道(24)，連接至閥(100)的第一管(1)，進氣管道(31)，連接至閥(100)的第二管(2)，迴路被設置為，至少當閥盤(8)靠近其關閉位置時，以氣體流趨於將閥盤(8)帶入關閉位置的方式，限定氣體流從第一管(1)到第二管(2)的流動方向。
【專利說明】具有提升閥的排放氣體再循環系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及用於調節流的閥，其可例如被用在機動車輛的燃燒發動機的排放氣體 再循環（或EGR，其是英文首字母縮寫）迴路中。

【背景技術】
[0002] 當用於提供高流動速率時，諸如此的閥包括允許排放氣體進入閥的第一管和讓氣 體離開閥的第二管。第一管與第二管成直角，且敞開到連接部分，在那裡，第二管連接到第 一管，由此限定形成用於閥盤的座的交叉部，該座在第二管的連接部分中沿與座成直角的 方向在關閉位置和寬的打開位置之間滑動，在關閉位置中，閥盤壓靠座，在寬的打開位置 中，閥盤遠離座。閥盤通過促動器移動，使其在其關閉位置和其打開位置之間，以便調節閥 盤相對於其座的分離，且由此調節用於排放氣體的通道橫截面；寬的打開位置允許排放氣 體通過閥的最大流動速率。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的是提供一種經濟的閥，其允許改善的可透過性，同時具有相對緊湊 的結構。
[0004] 本體限定敞開到第二管的第一管，由此限定交叉部，交叉部形成與第二管成直角 的座，還包括閥盤，該閥盤在關閉位置和打開位置之間與座成直角地在第一管中滑動，在打 開位置中，閥盤靠近第一管的面朝座的壁，閥包括將閥盤促動到其打開位置的促動器件和 將閥盤帶到其關閉位置的彈性彈簧機構。促動閥被設置為，以氣體流趨於將閥盤帶入關閉 位置的方式，至少當閥盤靠近其關閉位置時，限定氣體流從第一管到第二管的流動方向。
[0005] 根據本發明，跨過閥的氣體流傾向於將閥盤保持在關閉位置，且有助於彈性彈簧 機構的動作。這使得減小彈簧機構的尺寸，以及促動閥盤的器件的尺寸。在閥盤被帶入打 開位置時，或在閥盤被保持在打開位置時，促動閥盤的這樣的器件的動作可由此被減小。此 夕卜，閥盤、第一管和第二管的設置使得氣體流在閥的入口和出口之間具有最短路徑，通過限 制閥盤在那裡帶來的麻煩而改善其可透過性。
[0006] 發明人吃驚地意識到，在這樣的閥中，抵抗氣體流設置開口不導致通常的紊流和 壓降（與流必須旁通閥盤到達出口有關）。
[0007] 在這樣的閥中，閥盤可包括具有斜度的環形邊緣，這樣的邊緣用於撐靠具有互補 形狀的座的邊緣。
[0008] 本發明還提供一種排放氣體再循環迴路，包括至少一個如上限定的閥，第一管連 接到排氣管道，第二管連接至進氣歧管。
[0009] 本發明還提供一種用於使熱機的排放氣體再循環的方法，由於：至少一個閥，包括 本體，所述本體限定敞開到第二管的第一管，由此限定交叉部，交叉部形成與第二管成直角 的座，還包括閥盤，該閥盤在關閉位置和打開位置之間與座成直角地在第一管中滑動，在打 開位置中，閥盤靠近第一管的面朝座的壁，閥包括將閥盤促動到其打開位置的促動器件和 將閥盤帶到其關閉位置的彈性彈簧機構。
[0010] 在該方法中：
[0011]-第一管連接至排氣管道，在適當的情況下經由熱交換器，和 [0012] 第二管直接或間接連接至進氣管道。
[0013] 本發明的其他特徵和優勢將從以下本發明的非限制性特定實施例的描述變得顯 而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 將參考附圖，其中：
[0015] 圖1是圖2的縱向截面I-Ι的根據本發明的閥的示意圖；
[0016] 圖2是閥的示意圖，顯示了從圖1的截面II-II下方觀察的第二管的內部輪廓和 座的輪廓；
[0017] 圖3以隱藏細節顯示閥的內部輪廓的透視圖，
[0018] 圖4是設置有排放氣體再循環迴路的熱機的示意圖，其包括根據本發明的閥。

【具體實施方式】
[0019] 參考附圖，以100大體示出的閥包括意圖連接至氣體入口管道的第一管1和相對 於管1成直角延伸的第二管2,且第二管2意圖連接至氣體排放管道。
[0020] 管1具有連接部分3,其連接至管2。連接部分3包括兩個平坦壁4、5,它們彼此面 對且通過端壁6連接。管2經由平坦壁4敞開到連接部分3,由此限定形成用於閥盤8的座 7的交叉部。閥盤8容納在連接部分中，且固定到促動杆9,該促動杆可滑動地容納在形成 在平坦壁5中的孔10中。孔10與座7成直角地面朝座7延伸且敞開到連接部分3中。促 動杆9 一方面連接到促動器12,另一端連接到彈性彈簧機構，所有這些元件固定到管1的外 側。
[0021] 閥盤8面朝座7具有偏離表面13,偏離表面13由具有彎曲母線的迴轉表面形成， 該母線在該情況下具有圓弧的形狀。偏離表面13由此具有曲線輪廓，其具有面朝座7且遠 離座7變寬直到閥盤8的周邊邊緣15的窄基部14。在周邊邊緣15處，母線切向於垂直於 滑動方向的平面延伸，以便與該平面重合。基部14通過在與促動器12相對的端部處的促 動杆9的平坦端部形成，該端部穿過閥盤8且在基部14處焊接到其。閥盤8在與座7相對 的側部上具有平坦的後部面16,凸起11從其中心突出且延伸。
[0022] 連接部分3的端壁6部分地圍繞閥盤8,其平行於閥盤8滑動的方向，且在連接區 域17中與管1的其餘部分相遇。端壁6與周邊邊緣15以一距離分開，該距離的目的相對 於閥操作的方式解釋，這將在說明書其餘部分中給出。
[0023] 促動器12由此沿與座7成直角的方向控制閥盤8從閥盤8壓靠座7的全關閉位 置到如圖1所示的打開位置的滑動，或到閥盤8的最大提升位置的滑動，在該位置中，閥盤8 與座7分開，周邊邊緣15與和其對齊的座7限定用於氣體的理論最大通道橫截面，這在圖 3中以細鏈條線示出，且標記為22。
[0024] 相反，彈性彈簧機構使得閥盤8從打開位置滑動到關閉位置，氣體流有助於彈性 彈簧機構的動作，至少在閥盤靠近其關閉位置定位時。但是彈性彈簧機構的尺寸使得在沒 有氣體流時將閥盤保持在關閉位置。
[0025] 在寬的打開位置中，促動器12控制為使得閥盤8靠近壁5。這使得可以防止任何 氣體在閥盤8之後流動，且導致紊流，紊流可擾動閥盤上遊的氣體流動。在該位置中，在此 與靠近閥座相比，閥盤更靠近壁5。空出用於氣體在閥盤和其座之間流動的空間因此大於閥 盤和壁5之間空出的空間。這則有助於氣體在閥盤和其座之間通過。更具體地，在寬打開 位置中，閥盤8的凸起11撐靠壁5,以使得窄空間13在壁5和閥盤8之間空出。由於凸起 11擱靠在壁5上，閥盤8關閉孔10且防止氣體攜帶的任何顆粒和塵埃進入孔11且不利地 影響杆9滑動的容易度。閥盤8和壁5之間空出的空間13使得可以避免任何抽吸效果，該 抽吸效果可抵抗閥盤8從其寬的敞開位置到其完全打開位置的返回。閥盤8在小表面面積 上撐靠壁5限制了在大表面面積上撐靠可導致的杆9和閥盤8之間的連接的應力（如果杆 9和閥盤8沒有精確垂直或如果壁5或後部面16具有平坦度缺陷的話）。
[0026] 偏離表面13的目的是以與管2成直角地偏轉源於其的氣體流。當該流從第一管行 進到第二管時，氣體流通過偏離表面的引導限制了氣體流中的紊流的發生，且改善通過閥 的流動速率。偏離表面13作為具有彎曲母線的迴轉表面的形狀使得閥盤更容易製造。使 母線成形為圓弧組合了製造的簡易性與有效性。
[0027] 連接部分3的端壁6以一距離與周邊邊緣15分開，從而對於寬的打開位置，端壁 6與閥盤8的周邊邊緣15和座7限定通道18,其橫截面從端壁6的中軸線19朝向連接區 域17增加。更具體地，端壁6設計為使得，對於限定在端壁6上的任何任意點和中軸線19 之間的任何角扇形Θ，在該點附近局部地限定在端壁6、周邊邊緣15和座7之間的通道橫 截面20至少等於有效通道橫截面21，有效通道橫截面21在所關注的角扇形中在周邊邊緣 15和座7之間局部地限定為與座7對齊。有效通道橫截面21等於局部地限定在所關注的 角扇形中的理論最大通道橫截面22的大約一半。
[0028] 通道橫截面20至少等於有效通道橫截面21，其通過一係數k調整，該係數k大於 1且取決於所關注的角扇形θ。
[0029] 在該情況下，係數k等於π除以弧度為單位的角θ (π/θ)。由此，對於Θ = π/4,橫截面20等於橫截面21的四倍。對於接近零的Θ角值，端壁6是直的且在中軸線 19處與閥盤8分開有距離d，從而即便對於小的Θ值，橫截面20也大於橫截面21。依賴於 Θ的係數使得可以考慮隨著Θ增加而增加的排放氣體的局部流動速率。
[0030] 通過這樣的設置，閥不需要併入尺寸過大的彈性彈簧機構，其能夠使用具有緊湊 結構的彈簧機構和促動器。
[0031] 此外，閥的設置使得氣體流可以具有閥的出口和入口之間的最短路徑，由此改善 其可透過性。參考圖4,這樣的閥100常常用在熱機排放氣體再循環（EGR)迴路中，第一管 1連接至排放管道24,在適當的情況下經由熱交換器28,第二管2直接或間接地連接至進氣 管道31。
[0032] 由此，來自熱機的燃燒腔室26的一些排放氣體朝向用於冷卻氣體的熱交換器28 偏轉。一旦它們被冷卻，氣體朝向閥100移動，由於連接至促動器12的E⑶25,閥調節要被 注射到進氣管道31中的氣體的量。來自進氣管道31的清潔氣體和來自閥100的再循環氣 體被混合，且該混合物隨後注射到燃燒腔室26中，使得新的促動循環被執行。
[0033] 當然，本發明不限於所述實施例，而是涵蓋落入權利要求所限定的本發明範圍的 實施例的任何替換形式。
[0034] 用於將閥盤阻擋在打開位置中的止擋器件可由從平坦壁5突出的凸起形成。
[0035] 總體上，對於在中軸線19的任一側大約為0至2 π /3之間變化的Θ，橫截面20可 等於橫截面21的k倍，其中1〈Κπ/θ。但是，其他尺寸是可行的。
[0036] 第一管的形狀、閥盤的偏離表面和其在打開位置定位的方式的組合是用於最大化 通過閥的流動速率的優化方案，但可以不同方式根據權利要求所限定的本發明設置。最後， 併入如圖4所示的排放氣體再循環迴路的熱機可併入附加部件，諸如定位在燃燒腔室上遊 的壓縮機、定位在燃燒腔室下遊的催化轉化器或改善發動機操作的任何其他裝置。
[0037] 在渦輪增壓發動機中，排放氣體再循環迴路可連接至渦輪上遊或下遊的排放管道 和壓縮機上遊或下遊的進氣管道。
【權利要求】
1. 一種排放氣體再循環迴路，包括： -至少一個閥（100)，包括本體，所述本體限定敞開到第二管（2)的第一管（1)，由此限 定交叉部，所述交叉部形成與第二管（2)成直角的座（7)，還包括閥盤（8)，該閥盤在關閉位 置和打開位置之間與座（7)成直角地在第一管（1)中滑動，在打開位置中，閥盤（8)靠近第 一管（1)的面朝座（7)的壁（5)，閥（100)包括將閥盤（8)從其關閉位置促動到其打開位置 的促動器件（12)和將閥盤（8)帶到其關閉位置的彈性彈簧機構， -排放管道，連接至閥（100)的第一管（1)， -進氣管道，連接至閥（100)的第二管（2)， 迴路被設置為，至少當閥盤（8)靠近其關閉位置時，以氣體流趨於將閥盤（8)帶入關閉 位置的方式，限定氣體流從第一管（1)到第二管（2)的流動方向。
2. 如權利要求1所述的排放氣體再循環迴路，其中，閥（100)的閥盤⑶包括具有斜度 的環形邊緣（15)，這樣的邊緣用於撐靠具有互補形狀的座（7)的邊緣。
3. -種用於使得熱機的排放氣體再循環的方法，由於： -至少一個閥（100)，包括本體，所述本體限定敞開到第二管（2)的第一管（1)，由此限 定交叉部，所述交叉部形成與第二管（2)成直角的座（7)，還包括閥盤（8)，該閥盤在關閉位 置和打開位置之間與座（7)成直角地在第一管（1)中滑動，在打開位置中，閥盤（8)靠近第 一管（1)的面朝座（7)的壁（5)，閥（100)包括將閥盤（8)從其關閉位置促動到其打開位置 的促動器件（12)和將閥盤（8)帶到其關閉位置的彈性彈簧機構， 在該方法中： -閥（100)的第一管（1)連接至排氣管道，在適當的情況下經由熱交換器（28)，和 -第二管（2)直接或間接連接至進氣管道（31)。
【文檔編號】F16K1/38GK104067039SQ201280061872
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年12月19日 優先權日:2011年12月15日
【發明者】G.裡多菲, A.杜託特 申請人:法雷奧電機控制系統公司