專利名稱：流體切換閥裝置和具有該流體切換閥裝置的廢氣控制閥及廢氣旁通閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體切換閥裝置，其可適用于廢氣控制閥、廢氣旁通 閥等，該廢氣控制閥、廢氣旁通閥設(shè)于二級(jí)增壓式排氣渦輪增壓器中的高 壓級(jí)增壓器和低壓級(jí)增壓器之間，控制通向低壓級(jí)增壓器的廢氣量。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在車輛用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中采用了二級(jí)增壓式排氣渦輪增壓器， 其構(gòu)成為將高壓級(jí)增壓器和低壓級(jí)增壓器串聯(lián)地配置在廢氣的流路上，使 利用所述低壓級(jí)增壓器的低壓壓縮機(jī)進(jìn)行了第 一級(jí)加壓的進(jìn)氣，流過(guò)進(jìn)氣 連接配管并利用所述高壓級(jí)增壓器的高壓壓縮機(jī)進(jìn)行第二級(jí)加壓，并供給 到發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，高壓級(jí)增壓器具有由自發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)的高壓渦 輪機(jī)，低壓級(jí)增壓器具有由驅(qū)動(dòng)該高壓級(jí)增壓器后的廢氣驅(qū)動(dòng)的低壓渦輪機(jī)。
在具有該多級(jí)增壓式排氣渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)的中等速 度運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域、低速運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，使高壓級(jí)增壓器及低壓級(jí)增壓器雙方工作而 進(jìn)行二級(jí)增壓，由此，有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的低速扭矩和過(guò)渡特性。
通過(guò)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力及輸出，而且，在發(fā)動(dòng)機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，使
廢氣繞過(guò)高壓級(jí)增壓器并利用低壓級(jí)增壓器進(jìn)行一級(jí)增壓，能夠使用更高 的壓縮機(jī)效率，從而實(shí)現(xiàn)匹配自由度高的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖4是該二級(jí)增壓式排氣渦輪增壓器的工作說(shuō)明圖。
在圖4中，附圖標(biāo)記1是具有高壓渦輪機(jī)la和與該高壓渦輪機(jī)la同 軸驅(qū)動(dòng)的高壓壓縮機(jī)lb的高壓級(jí)增壓器，2是具有低壓渦輪機(jī)2a和與該低 壓渦4侖機(jī)2a同軸驅(qū)動(dòng)的低壓壓縮機(jī)2b的低壓級(jí)增壓器。
來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸100的廢氣匯聚于排氣岐管103,并通過(guò)排氣管4 被送入到高壓級(jí)增壓器1的高壓渦輪機(jī)la, —部分廢氣通過(guò)排氣控制閥5 并通過(guò)排氣管6及排氣管10被送入到低壓級(jí)增壓器2的低壓渦輪機(jī)2a。
這里，在所述圖中Y部表示的廢氣控制閥5被設(shè)于所述高壓級(jí)增壓器1和低壓級(jí)增壓器2之間，通過(guò)控制其開(kāi)度，調(diào)整高壓級(jí)增壓器1的廢氣量
和繞過(guò)該高壓級(jí)增壓器1并輸送到低壓級(jí)增壓器2的低壓渦輪機(jī)2a的廢氣 量之間的關(guān)系。即，來(lái)自所述高壓級(jí)增壓器1的高壓渦輪機(jī)la的排出氣體 通過(guò)排氣管8，并由所述廢氣控制閥5進(jìn)行流量調(diào)整，該調(diào)整后的排出氣體 通過(guò)排氣管10并送入到低壓級(jí)增壓器2的低壓渦輪機(jī)2a。
在所述低壓級(jí)增壓器2中，低壓壓縮機(jī)2b由低壓渦輪機(jī)2a同軸驅(qū)動(dòng)， 并對(duì)來(lái)自空氣冷卻器2c的空氣進(jìn)行加壓，該加壓后的空氣通過(guò)進(jìn)氣管21、 進(jìn)氣吸入管18并吸入到所述高壓級(jí)增壓器1的高壓壓縮機(jī)lb。
在所述高壓級(jí)增壓器1中，高壓壓縮機(jī)lb由高壓渦輪機(jī)la同軸驅(qū)動(dòng)， 空氣經(jīng)由進(jìn)氣管20、中間冷卻器21、進(jìn)氣管22自進(jìn)氣岐管101供給到發(fā) 動(dòng)才幾的氣缸100。
在此，壓縮機(jī)旁通閥裝置05設(shè)于所述高壓壓縮機(jī)lb的旁通管17，控 制繞過(guò)所述高壓壓縮機(jī)lb的空氣的量。
另外，廢氣旁通閥12設(shè)于低壓渦輪機(jī)2a的旁通管11,控制繞過(guò)所述 低壓渦輪機(jī)2a的廢氣量。
在此，如前所述，所述廢氣控制閥5通過(guò)控制其開(kāi)度，調(diào)整高壓級(jí)增 壓器1的廢氣量和繞過(guò)該高壓級(jí)增壓器1并輸送到低壓級(jí)增壓器2的低壓 渦輪機(jī)2a的廢氣量之間的關(guān)系，將其一例表示在圖5中。
在圖5中，該廢氣控制閥5具有閥體054和該閥體054落座的閥座055, 該閥體054為其一端被旋轉(zhuǎn)軸52支承且圍繞該旋轉(zhuǎn)軸52的軸心52a經(jīng)由支 承臂56如箭頭W所示轉(zhuǎn)動(dòng)自如地被支承。
所述閥體054的下表面054a平行，所述閥體054通過(guò)圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸 52的軸心52a的擺動(dòng)，使該閥體054的下表面054a和閥座055的底面055a 4氐才妄而密閉。
在打開(kāi)所述閥體054時(shí)，通過(guò)未圖示的廢氣控制閥驅(qū)動(dòng)裝置，使旋轉(zhuǎn) 軸52如自圖5的閥座055離開(kāi)的箭頭W所述那樣轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)由支承臂56打 開(kāi)閥體054。
另外，在專利文獻(xiàn)1 ((日本)特開(kāi)昭61-291725號(hào)/>才艮)中，所述廢 氣控制閥6設(shè)于所述高壓級(jí)增壓器1和低壓級(jí)增壓器2之間，通過(guò)控制其 開(kāi)度，調(diào)整高壓級(jí)增壓器1的廢氣量和繞過(guò)該高壓級(jí)增壓器1并輸送到低 壓級(jí)增壓器2的廢氣量之間的關(guān)系。圖3(A)是所述廢氣控制閥的開(kāi)度與通過(guò)面積之間的關(guān)系圖，圖3(B) 是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩之間的關(guān)系圖。
如圖3 (A)的B線所示，當(dāng)圖5所示的下表面054a的平行閥型閥體 054與直(久卜U —卜)的閥座055的底面055a抵接時(shí)，閥體054的通路 面積相對(duì)閥體的開(kāi)度線性地變化。
另一方面，二級(jí)增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)在可變兩階段區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如前所述， 由于閥體054的通過(guò)面積與閥體開(kāi)度成比例地直線增加，因此，在調(diào)整高 壓級(jí)增壓器1的廢氣量和繞過(guò)該高壓級(jí)增壓器1并輸送到低壓級(jí)增壓器2 的低壓渦輪機(jī)2a的廢氣量之間的關(guān)系時(shí)，輸送到低壓級(jí)增壓器2的低壓渦 輪機(jī)2a的廢氣量與閥體開(kāi)度成比例地直線增加，該低壓級(jí)增壓器2的轉(zhuǎn)速 增加，但高壓級(jí)增壓器1的轉(zhuǎn)速急劇下降。
由此，如圖3 (B)的B線所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)的低轉(zhuǎn)速、中等轉(zhuǎn)速區(qū)域， 利用閥的廢氣流量的調(diào)整范圍窄，與圖3(A)的控制相比，發(fā)動(dòng)機(jī)的滿負(fù) 載扭矩降低。另外，由于在高轉(zhuǎn)速區(qū)域，通過(guò)閥調(diào)整可以順利地從二級(jí)增 壓區(qū)域切換到一級(jí)增壓區(qū)域，因此防止扭矩下降。
因此，在該閥體054的通過(guò)面積急劇變化的過(guò)程中，難以通過(guò)使閥體 054的通過(guò)面積的變化緩慢來(lái)順利地進(jìn)行切換到低壓級(jí)增壓器2的一級(jí)增壓 的操作，并且難以利用閥體054的閥開(kāi)度來(lái)進(jìn)行廢氣量調(diào)整，可變兩階段 控制區(qū)域中的高壓級(jí)增壓器1和低壓級(jí)增壓器2的功率調(diào)整范圍變窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述課題而作出的，其目的在于提供一種流 體切換閥裝置和具有該流體切換閥裝置的廢氣控制閥及廢氣旁通閥，該流 體切換閥裝置可適用于廢氣控制閥、廢氣旁通閥等，該廢氣控制閥、廢氣 旁通閥設(shè)于二級(jí)增壓式排氣渦輪增壓器中的高壓級(jí)增壓器和低壓級(jí)增壓器 之間，控制通向高壓級(jí)增壓器和低壓級(jí)增壓器的廢氣量。該流體切換閥裝 置使通過(guò)面積相對(duì)于閥體開(kāi)度的變化緩慢，能夠利用閥開(kāi)度進(jìn)行廢氣量調(diào) 整的微量調(diào)整，從而能夠提高閥的控制性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的流體切換閥裝置具有閥體和設(shè)于流體 通路上的閥座，該閥體為其一端被旋轉(zhuǎn)軸支承且圍繞該旋轉(zhuǎn)軸的軸心沿自 所述閥座離開(kāi)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)自如地被支承，該流體切換閥裝置的特征在于，度的側(cè)面部和與該側(cè)面部相連的底面形成，所述 閥體具有底部和形成于該底部上方的側(cè)端面，所述閥體構(gòu)成為該閥體的底 部和閥座的底面抵接，接著，隨著所述轉(zhuǎn)動(dòng)角的增加，由所述閥體的側(cè)端 面和閥座的側(cè)面部形成的間隙的通3各面積變得小于所述閥體的底部和閥座 的底面之間的接觸通路面積，直到該轉(zhuǎn)動(dòng)角達(dá)到一定值(第一方面的發(fā)明)。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選為，將第一方面發(fā)明的流體切換閥裝置應(yīng)用 于廢氣控制閥，該廢氣控制閥的特征在于，對(duì)高壓級(jí)增壓器的廢氣流路的 流量和低壓級(jí)增壓器的廢氣流路的流量進(jìn)行切換控制，所述高壓級(jí)增壓器 具有由自排氣岐管排出的廢氣驅(qū)動(dòng)的高壓渦輪機(jī)，所述低壓級(jí)增壓器具有 由驅(qū)動(dòng)高壓級(jí)增壓器后的廢氣驅(qū)動(dòng)的低壓渦輪機(jī)(第二方面的發(fā)明)。
并且，具體而言，在所述廢氣控制閥中，在所述排氣岐管外殼上直接 加工或固定閥座，該閥座由環(huán)狀圈構(gòu)成，并且由自該圈的上表面開(kāi)始形成 到一定深度的側(cè)面部和與該側(cè)面部相連的底面形成，所述環(huán)狀圈的內(nèi)部形
成為廢氣流^各；
所述閥體形成為被支承臂的自由端部支承的盤狀體且在所述側(cè)端面形 成所述盤狀體的側(cè)面，所述支承臂圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸的軸心沿自所述閥座離 開(kāi)的方向4t動(dòng)自如;也纟皮支岸〈；
開(kāi)始，通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，閥體開(kāi)始打開(kāi)，隨著該轉(zhuǎn)動(dòng)角的增加，由 所述盤狀體的側(cè)端面和閥座的側(cè)面部形成的間隙的通路面積變得小于所述 閥體的底部和閥座的底面之間的接觸通^各面積，直到該轉(zhuǎn)動(dòng)角達(dá)到一定值 (第三方面的發(fā)明)。
進(jìn)一步，在本發(fā)明中，優(yōu)選為，將第一方面發(fā)明的流體切換閥裝置應(yīng) 用于廢氣旁通閥，該廢氣旁通閥的特征在于，從具有渦輪機(jī)的增壓器繞過(guò) 該增壓器向排氣出口排出一部分排出氣體，該渦輪由自排氣岐管排出的廢 氣驅(qū)動(dòng)(第四方面的發(fā)明)。
在所述廢氣旁通閥中，在所述旁通通路壁上直接加工或固定閥座，該 閥座由環(huán)狀圈構(gòu)成，并且由從該圈的上表面開(kāi)始形成到一定深度的側(cè)面部 和與該側(cè)面部相連的底面形成，所述環(huán)狀圏的內(nèi)部形成為旁通通if各；所述 閥體形成為被支承臂的自由端部支承的盤狀體且在所述側(cè)端面形成所述盤 狀體的側(cè)面，所述支承臂圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸的軸心沿自所述閥座離開(kāi)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)自如地被支承；所述閥體被限制為從該閥體的底部和閥座的底面抵接
的閥體關(guān)閉狀態(tài)開(kāi)始，由所述旋轉(zhuǎn)軸的側(cè)端面和閥座的側(cè)面部形成的間隙 的通路面積變得小于所述閥體的底部和閥座的底面之間的4妻觸通路面積 (第五方面的發(fā)明)。
根據(jù)本發(fā)明，流體切換閥裝置構(gòu)成為閥體的一端圍繞旋轉(zhuǎn)軸的軸心沿 自閥座離開(kāi)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)自如地被支承，并且具有底部和形成于該底部上方 的側(cè)端面，所述閥座由形成到 一 定深度的側(cè)面部和與該側(cè)面部相連的底面 形成，所述閥體構(gòu)成為所述閥體與閥座的底面抵接后，隨著圍繞所述軸心 的所述轉(zhuǎn)動(dòng)角的增加，由所述閥體的側(cè)端面和閥座的側(cè)面部形成的間隙的 通路面積變得小于閥體的底部和閥座的底面之間的接觸通路面積，直到該
轉(zhuǎn)動(dòng)角達(dá)到一定值，因此，如圖3(A)的A線所示，相對(duì)閥體的開(kāi)度變化， 閥體的通路面積緩慢地變化，以便隨著圍繞該閥體的軸心的所述轉(zhuǎn)動(dòng)角的 增加，相對(duì)于閥體開(kāi)度的變化，由閥體的側(cè)端面和閥座的側(cè)面部形成的通 路面積變得小于閥體的底部和閥座的底面之間的接觸通路面積，直到該轉(zhuǎn) 動(dòng)角達(dá)到一定值。
因此，若將該流體切換閥裝置應(yīng)用于所述廢氣控制閥(第二方面發(fā)明)， 則在所述廢氣控制閥中，具體而言，在排氣岐管外殼上直接加工或固定閥 座，該閥座由環(huán)狀圈構(gòu)成，并且由從該圏的上表面開(kāi)始形成到一定深度的 側(cè)面部和與該側(cè)面部相連的底面形成，所述環(huán)狀圈的內(nèi)部形成為廢氣流路； 所述閥體形成為被支承臂的自由端部支承的盤狀體且在所述側(cè)端面形成所 述盤狀體的側(cè)面，所述支承臂圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸的軸心沿自所述閥座離開(kāi)的 方向轉(zhuǎn)動(dòng)自如地被支承；所述閥體被限制為從該閥體的底部和閥座的底面 抵接的閥體關(guān)閉狀態(tài)開(kāi)始，通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，閥體開(kāi)始打開(kāi)，隨著 該轉(zhuǎn)動(dòng)角的增加，由所述盤狀體的側(cè)端面和閥座的側(cè)面部形成的間隙的通
路面積變得小于所述閥體的底部和閥座的底面之間的接觸通路面積，直到 該轉(zhuǎn)動(dòng)角達(dá)到一定值，因此，由于所述閥體被限制為通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)， 閥體開(kāi)始打開(kāi)，隨著該轉(zhuǎn)動(dòng)角的增加，由所述盤狀體的側(cè)端面和閥座的側(cè) 面部形成的間隙的通路面積變得小于所述閥體的底部和閥座的底面之間的 接觸通路面積，直到該轉(zhuǎn)動(dòng)角達(dá)到一定值，所以高壓級(jí)增壓器的廢氣量和 繞過(guò)該高壓級(jí)增壓器并輸送到低壓級(jí)增壓器的低壓渦輪機(jī)的廢氣量之間的 關(guān)系，相對(duì)于閥體開(kāi)度的變化，使閥體的通過(guò)面積緩慢地變化，低壓級(jí)增壓器的轉(zhuǎn)速慢慢地增加，從而能夠順利地進(jìn)行切換到低壓級(jí)增壓器的 一級(jí)
增壓的操作。
由此，利用閥體的閥開(kāi)度進(jìn)行的廢氣量的調(diào)整變得容易，可變兩階段 控制中的高壓級(jí)增壓器和低壓級(jí)增壓器的功率調(diào)整范圍變得寬廣且調(diào)整變
得容易。
另外，若將該流體切換閥裝置應(yīng)用于廢氣旁通閥(第四方面發(fā)明)，則 在從增壓器繞過(guò)該增壓器向排氣出口排出一部分排出氣體的廢氣旁通閥
中，在旁通通路壁上直接加工或固定閥座，該閥座由環(huán)狀圈構(gòu)成，并且由 從該圈的上表面開(kāi)始形成到一定深度的側(cè)面部和與該側(cè)面部相連的底面形
成，所述環(huán)狀圈的內(nèi)部形成為旁通通路；所述閥體形成為被支承臂的自由 端部支承的盤狀體且在所述側(cè)端面形成所述盤狀體的側(cè)面，所述支承臂圍 繞所述旋轉(zhuǎn)軸的軸心沿自所述閥座離開(kāi)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)自如地被支承(第五方 面發(fā)明)；所述閥體被限制為從該閥體的底部和閥座的底面抵接的閥體關(guān)閉 狀態(tài)開(kāi)始，由所述i走轉(zhuǎn)軸的側(cè)端面和閥座的側(cè)面部形成的間隙的通3各面積 變得小于所述閥體的底部和閥座的底面之間的接觸通路面積，因此，相對(duì) 于閥體的開(kāi)度變化，閥體的通過(guò)面積緩慢地變化，閥體的通過(guò)面積的變化 趨于緩慢并慢慢地增加，能夠避免從該增壓器急劇地抽出一部分排出氣體， 從而可以緩慢且順利地進(jìn)行增壓器的抽氣。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的廢氣控制閥的安裝部的放大剖面圖(圖2 的W部詳細(xì)圖)；
圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的二級(jí)增壓式排氣渦輪增壓器的廢氣控制闊 的安裝部的詳細(xì)剖面圖(圖4的Y部詳細(xì)圖)；
圖3(A)是所述廢氣控制閥的開(kāi)度和通過(guò)面積之間的關(guān)系圖，圖3(B) 是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩之間的關(guān)系圖4是二級(jí)增壓式排氣渦輪增壓器的工作說(shuō)明圖5是表示所述廢氣控制閥的現(xiàn)有例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，利用圖示的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。其中，該實(shí)施例所記載的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀及其相對(duì)配置等，并不特別限定于特定的記 載，其主旨并非將該發(fā)明的范圍僅限定于此，而僅僅是說(shuō)明例。 [實(shí)施例1]
圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的二級(jí)增壓式排氣渦輪增壓器的廢氣控制閥
的安裝部的詳細(xì)剖面圖(圖4中Y部的詳細(xì)圖)。圖1是廢氣控制閥的安 裝部的》文大剖面圖(圖2中W部的詳細(xì)圖)。
該實(shí)施例1是將本發(fā)明的流體切換閥裝置適用于廢氣控制閥5的實(shí)施例。
在圖2及圖4中，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸100的廢氣匯聚于排氣岐管103并 供給到高壓級(jí)增壓器l,另一方面，匯聚于形成在該排氣岐管外殼54a內(nèi)的 排氣岐管103的廢氣，通過(guò)所述廢氣控制閥5并通過(guò)低壓入口外殼10供給 到低壓級(jí)增壓器2。該低壓入口外殼10利用螺栓固定在所述排氣岐管外殼 54a的下表面42。在所述排氣岐管外殼54a內(nèi)壓入并固定有閥座55。
附圖標(biāo)記40是形成在所述排氣岐管外殼54a內(nèi)的閥室43的蓋子，利用 多個(gè)螺栓41固定。
在圖1中，如前所述，所述廢氣控制閥5通過(guò)控制其開(kāi)度，調(diào)整高壓 級(jí)增壓器1的廢氣量和繞過(guò)該高壓級(jí)增壓器1輸送到低壓級(jí)增壓器2的低 壓渦輪機(jī)2a的廢氣量之間的關(guān)系。
在圖1中，該廢氣控制閥5具有 一端被旋轉(zhuǎn)軸51支承且經(jīng)由支承臂 53圍繞該旋轉(zhuǎn)軸51的軸心52轉(zhuǎn)動(dòng)自如地被支承的閥體54以及該閥體54 落座的所述閥座55。當(dāng)打開(kāi)所述閥體54時(shí)，通過(guò)未圖示的廢氣控制閥驅(qū)動(dòng) 裝置，使旋轉(zhuǎn)軸51沿圖1中的自所述閥座55離開(kāi)的方向即如圖中箭頭V 所示那樣旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由支承臂53打開(kāi)閥體54。
由此，所述排氣岐管103的廢氣通過(guò)閥體54流到低壓入口外殼10的 閥室43并導(dǎo)入到低壓級(jí)增壓器2。附圖標(biāo)記60是在關(guān)閉閥時(shí)用于調(diào)整間隙 的板。
在本發(fā)明中，所述廢氣控制閥5如下所述構(gòu)成。
所述閥座55由側(cè)面部58和與該側(cè)面部58相連的底面56形成，該側(cè) 面部58稍孩i自外側(cè)傾斜地形成且/人頂面56z具有一定深度H。
另外，所述閥體54具有底部54d和側(cè)端面57,該側(cè)面部57形成在該 底部54d的上方且相對(duì)所述側(cè)面部58傾斜所述開(kāi)口角a。另外，如圖1的閥體54所示，所述閥座55和閥體54在完全關(guān)閉時(shí)， 該閥體54的底部54d和閥座55的底面56抵接，在該狀態(tài)下，開(kāi)口角a的 微小量的間隙61沿整個(gè)所述一定深度H形成在所述閥體54的側(cè)端面57和 閥座55的側(cè)面部58之間。
接著，當(dāng)使所述閥體54沿自閥座55離開(kāi)的方向即如圖中箭頭V所示 那樣旋轉(zhuǎn)并打開(kāi)時(shí)，隨著圍繞軸心51的轉(zhuǎn)動(dòng)角V的增加，在所述一定深度 H范圍內(nèi)，該閥體54的側(cè)端面57和所述閥座55的側(cè)面部58形成所述開(kāi)口 角a的間隙61并打開(kāi)。
此時(shí)，閥體54的開(kāi)口面積成為所述間隙61的面積，始終小于由所述 閥體54的底部54d和閥座55的支承面56形成的開(kāi)口面積。
另夕卜，如圖l的閥體54b所示，當(dāng)所述閥體54的側(cè)端面57的下緣57a 比所述閥座55的頂面56z越靠上方時(shí)，所述開(kāi)口角a的間隙61處于打開(kāi)狀 態(tài)，成為由該闊體54的底部54d和閥座55的支承面56形成的開(kāi)口面積。
因此，如圖3 (A)的線A所示，相對(duì)于現(xiàn)有的平直的線B,閥體54 的通過(guò)面積構(gòu)成為，隨著圍繞該閥體54的軸心的轉(zhuǎn)動(dòng)角V的增加，相對(duì)于 閥體54開(kāi)度的變化，由閥體54的側(cè)端面57和閥座55的側(cè)面部58形成的 間隙61的通^各面積變得小于由閥體54的底部54c和閥座55的底面56形成 的接觸通路面積，直到該轉(zhuǎn)動(dòng)角V達(dá)到一定值即所述一定深度H,由此， 通過(guò)面積緩慢地變化。
因此，如圖3 (A)的線A所示，通過(guò)相對(duì)所述閥體54的開(kāi)度變化， 閥體54的通過(guò)面積緩慢地變化，從高壓級(jí)增壓器1向低壓級(jí)增壓器2的運(yùn) 轉(zhuǎn)的變化順利地進(jìn)行，如圖3(B)的線A所示，能夠防止發(fā)動(dòng)機(jī)的滿負(fù)載 扭矩的降低。另外，閥體54的全開(kāi)位置為圖中由閥體54s表示的位置。
即，根據(jù)所述實(shí)施例，在廢氣控制閥5中，具體而言，在所述排氣岐 管外殼54a上直4^加工或固定閥座55，該閥座55由環(huán)狀圈構(gòu)成，并且由/人 該圈的上表面開(kāi)始形成到一定深度H的側(cè)面部58和與該側(cè)面部58相連的 底面56形成，所述環(huán)狀圏的內(nèi)部形成為廢氣流路；所述閥體54形成為被 支承臂53的自由端部支承的盤狀體且在所述側(cè)端面57形成所述盤狀體的 側(cè)面，該支承臂53圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸51的軸心52沿自所述閥座55離開(kāi)的 方向轉(zhuǎn)動(dòng)自如地凈皮支7fc;所述閥體54被限制為從該閥體54的底部54d和 閥座55的底面56抵接的閥體54關(guān)閉狀態(tài)開(kāi)始，通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸51的轉(zhuǎn)動(dòng)，閥體54開(kāi)始打開(kāi)，隨著該轉(zhuǎn)動(dòng)角V的增加，由所述盤狀體的側(cè)端面 57和閥座55的側(cè)面部58形成的間隙61的通^各面積變得小于所述閥體54 的底部54d和閥座55的底面56的接觸通路面積，直到該轉(zhuǎn)動(dòng)角V達(dá)到一 定值，因此，由于所述閥體54被限制為通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸51的轉(zhuǎn)動(dòng)，閥體 54開(kāi)始打開(kāi)，隨著該轉(zhuǎn)動(dòng)角V的增加，由所述盤狀體的側(cè)端面57和閥座 55的側(cè)面部58形成的間隙61的通路面積變得小于所述閥體54的底部54d 和閥座55的底面56的接觸通路面積，直到該轉(zhuǎn)動(dòng)角V達(dá)到一定值，所以 高壓級(jí)增壓器1的廢氣量和繞過(guò)該高壓級(jí)增壓器1并輸送到低壓級(jí)增壓器2 的低壓渦輪機(jī)2a的廢氣量之間的關(guān)系，相對(duì)于閥體54的開(kāi)度變化，使閥體 54的通過(guò)面積緩慢地變化，低壓級(jí)增壓器2的轉(zhuǎn)速慢慢地增加，從而能夠 順利地進(jìn)行切換至低壓級(jí)增壓器2的一級(jí)增壓的切換操作。
因此，高壓級(jí)增壓器1的廢氣量和繞過(guò)該高壓級(jí)增壓器1并輸送到低 壓級(jí)增壓器2的低壓渦輪機(jī)2a的廢氣量之間的關(guān)系，相對(duì)于閥體54的開(kāi)度 變化，使閥體54的通過(guò)面積緩慢地變化，閥體54的通過(guò)面積的變化趨于 緩慢并慢慢地增加，由此，應(yīng)用了與該閥體54落座的閥座55接合的接合 部結(jié)構(gòu)的所述廢氣控制閥5能夠順利地進(jìn)行切換至低壓級(jí)增壓器2的一級(jí) 增壓的切換操作。
由此，利用閥體54的閥開(kāi)度進(jìn)行的廢氣量的調(diào)整變得容易，可變兩階 段控制中的高壓級(jí)增壓器1和低壓級(jí)增壓器2的功率調(diào)整范圍變得更寬廣 且調(diào)整變得容易。
本發(fā)明的第二實(shí)施例是將本發(fā)明的流體切換裝置適用于廢氣旁通閥的
實(shí)施例。
圖4的U部所示的廢氣旁通閥12設(shè)于所述低壓渦輪機(jī)2a的旁通管11, 其控制繞過(guò)所述低壓渦輪機(jī)2a的廢氣量，在該廢氣旁通閥12上，也能夠適 用與前述結(jié)構(gòu)完全相同的流體切換裝置。
即，能夠?qū)D1的廢氣控制閥5完全置換為廢氣旁通閥12，此時(shí)，將 排氣岐管外殼54a置換為圖4的旁通管11,使廢氣流過(guò)所述旁通管11，并 利用具有圖1的結(jié)構(gòu)的廢氣旁通閥12,控制流過(guò)該旁通管11的廢氣的流量。
若如上所述構(gòu)成，則在從低壓增壓器2繞過(guò)該低壓增壓器2的低壓渦 輪機(jī)2向排氣出口 14排出一部分排出氣體的廢氣旁通閥12中(都參照?qǐng)D4)，若參照?qǐng)D1進(jìn)行說(shuō)明，則所述閥座55被固定于所述旁通管11的通路且由 環(huán)狀圈構(gòu)成，并且由側(cè)面部58和與該側(cè)面部58相連的底面56形成，該環(huán) 狀圈的內(nèi)部形成為旁通管11通路，該側(cè)面部58 乂人該圈的上表面開(kāi)始形成 到一定深度H;所述閥體54形成為被支承臂53的自由端部支承的盤狀體 且在所述側(cè)端面57形成所述盤狀體的側(cè)面，該支承臂53圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸 51的軸心52沿自所述閥座55離開(kāi)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)自如地凈皮支承。
另夕卜，所述閥體54被限制為從該閥體54的底部54d和閥座55的底面 56抵接的閥體54關(guān)閉狀態(tài)開(kāi)始，由所述旋轉(zhuǎn)軸51的側(cè)端面57和閥座55 的側(cè)面部58形成的間隙61的通路面積變得小于所述閥體54的底部54d和 閥座55的底面56之間的接觸通路面積，因此，相對(duì)于閥體54的開(kāi)度變化， 閥體54的通過(guò)面積緩慢地變化，閥體54的通過(guò)面積的變化趨于緩慢并慢 慢地增加，從而能夠避免從該低壓級(jí)增壓器2急劇地抽出一部分排出氣體， 可以緩慢且順利地進(jìn)行低壓級(jí)增壓器2的抽氣。
即，在從低壓級(jí)增壓器2繞過(guò)該增壓器2向排氣出口排出一部分排出 氣體的廢氣旁通閥12中，由于相對(duì)于閥體54的開(kāi)度變化，閥體54的通過(guò) 面積緩慢地變化，因此，閥體54的通過(guò)面積的變化趨于緩慢并慢慢地增力口， 從而能夠避免從該增壓器2急劇地抽出一部分排出氣體，可以緩慢且順利 地進(jìn)行低壓級(jí)增壓器2的抽氣。
工業(yè)實(shí)用性
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種流體切換閥裝置和具有該流體切換閥裝置 的廢氣控制閥及廢氣旁通閥，該流體切換閥裝置可適用于廢氣控制閥、廢 氣旁通閥等，該廢氣控制閥、廢氣旁通閥設(shè)于二級(jí)增壓式排氣渦輪增壓器 中的高壓級(jí)增壓器和低壓級(jí)增壓器之間，控制通向高壓級(jí)增壓器和低壓級(jí) 增壓器的廢氣量。該流體切換閥裝置使通過(guò)面積相對(duì)于閥體開(kāi)度的變化緩 慢，進(jìn)行利用閥開(kāi)度的廢氣量調(diào)整的微量調(diào)整，從而能夠提高閥的控制性 能。
權(quán)利要求
1.一種流體切換閥裝置，其具有閥體和設(shè)于流體通路上的閥座，該閥體為其一端被旋轉(zhuǎn)軸支承且圍繞該旋轉(zhuǎn)軸的軸心沿自所述閥座離開(kāi)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)自如地被支承，該流體切換閥裝置的特征在于，所述閥座由形成到一定深度的側(cè)面部和與該側(cè)面部相連的底面形成，所述閥體具有底部和形成于該底部上方的側(cè)端面，所述閥體構(gòu)成為該閥體的底部和閥座的底面抵接，接著，隨著所述轉(zhuǎn)動(dòng)角的增加，由所述閥體側(cè)的端面和閥座的側(cè)面部形成的間隙的通路面積變得小于所述閥體的底部和閥座的底面之間的接觸通路面積，直到該轉(zhuǎn)動(dòng)角達(dá)到一定值。
2. —種廢氣控制閥，其是權(quán)利要求1所述的流體切換裝置，該廢氣控 制閥的特征在于，對(duì)高壓級(jí)增壓器的廢氣流路的流量和低壓級(jí)增壓器的廢 氣流路的流量進(jìn)行切換控制，所述高壓級(jí)增壓器具有由自排氣岐管排出的 廢氣驅(qū)動(dòng)的高壓渦輪機(jī)，所述低壓級(jí)增壓器具有由驅(qū)動(dòng)高壓級(jí)增壓器后的 廢氣驅(qū)動(dòng)的低壓渦輪機(jī)。
3. 如權(quán)利要求2所述的廢氣控制閥，其特征在于，在所述廢氣控制閥 中，在所述排氣岐管外殼上直接加工或固定閥座，該閥座由環(huán)狀圈構(gòu)成， 并且由從該圈的上表面開(kāi)始形成到一定深度的側(cè)面部和與該側(cè)面部相連的 底面形成，所述環(huán)狀圈的內(nèi)部形成為廢氣流路；所述閥體形成為被支承臂的自由端部支承的盤狀體且在所述側(cè)端面形 成所述盤狀體的側(cè)面，所述支承臂圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸的軸心沿自所述閥座離 開(kāi)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)自如地#皮支7 義；開(kāi)始，通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，閥體開(kāi)始打開(kāi)，隨著該轉(zhuǎn)動(dòng)角的增加，由 所述盤狀體的側(cè)端面和閥座的側(cè)面部形成的間隙的通路面積變得小于所述 閥體的底部和閥座的底面之間的接觸通路面積，直到該轉(zhuǎn)動(dòng)角達(dá)到一定值。
4. 一種廢氣旁通閥，其是權(quán)利要求1所述的流體切換裝置，該廢氣旁 通閥的特征在于，從具有渦輪機(jī)的增壓器繞過(guò)該增壓器向排氣出口排出一 部分排出氣體，該渦輪由自排氣岐管排出的廢氣驅(qū)動(dòng)。
5. 如權(quán)利要求4所述的廢氣旁通閥，其特征在于，在所述廢氣旁通閥 中，在所述旁通通3各壁上直接加工或固定閥座，該閥座由環(huán)狀圈構(gòu)成，并且由從該圈的上表面開(kāi)始形成到 一定深度的側(cè)面部和與該側(cè)面部相連的底面形成，所述環(huán)狀圏的內(nèi)部形成為旁通通路；所述閥體形成為被支承臂的自由端部支承的盤狀體且在所述側(cè)端面形 成所述盤狀體的側(cè)面，所述支承臂圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸的軸心沿自所述閥座離 開(kāi)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)自如地被支岸義；所述閥體被限制為從該閥體的底部和閥座的底面抵接的閥體關(guān)閉狀態(tài) 開(kāi)始，由所述旋轉(zhuǎn)軸的側(cè)端面和閥座的側(cè)面部形成的間隙的通^各面積，變 得小于所述閥體的底部和閥座的底面之間的接觸通路面積。
全文摘要
本發(fā)明提供一種流體切換閥裝置和具有該流體切換閥裝置的廢氣控制閥及廢氣旁通閥，該流體切換閥裝置可適用于廢氣控制閥、廢氣旁通閥等，該廢氣控制閥、廢氣旁通閥設(shè)于二級(jí)增壓式排氣渦輪增壓器中的高壓級(jí)增壓器和低壓級(jí)增壓器之間，控制通向高壓級(jí)增壓器和低壓級(jí)增壓器的廢氣量。該流體切換閥裝置使通過(guò)面積相對(duì)于閥體開(kāi)度的變化緩慢，能夠進(jìn)行利用閥開(kāi)度的廢氣量調(diào)整的微量調(diào)整，從而能夠提高閥的控制性能。該流體切換閥裝置具有閥體和設(shè)于流體通路上的閥座，該閥體為其一端被旋轉(zhuǎn)軸支承且圍繞該旋轉(zhuǎn)軸的軸心沿自所述閥座離開(kāi)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)自如地被支承。在該流體切換閥裝置中，所述閥座由形成到一定深度的側(cè)面部和與該側(cè)面部相連的底面形成，閥體具有底部和形成于該底部上方的側(cè)端面，所述閥體構(gòu)成為通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸的所述轉(zhuǎn)動(dòng)，該閥體底部和閥座底面抵接，接著，隨著所述轉(zhuǎn)動(dòng)角的增加，在該轉(zhuǎn)動(dòng)角達(dá)到一定值之前，由所述閥體側(cè)端面和閥座側(cè)面部形成的間隙的通路面積，小于所述閥體底部和閥座底面之間的接觸通路面積。
文檔編號(hào)F02B37/16GK101600868SQ20088000386
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2008年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月11日
發(fā)明者安秉一, 白石隆 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社