閥改進(jìn)的制作方法
【專利摘要】本公開涉及閥的改進(jìn)，具體涉及一種閥(23)，其適用于作為發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)閥。所述閥(23)包括限定內(nèi)部空間的閥罩(31)、閥桿(32)和閥構(gòu)件(35、36)，其中閥構(gòu)件(35、36)可為安裝在所述閥桿(32)上的提升閥。閥構(gòu)件(35、36)設(shè)置為可在打開位置和關(guān)閉位置之間運(yùn)動(dòng)。該閥(23)進(jìn)一步包括安裝構(gòu)件(37)，該安裝構(gòu)件(37)可為位于內(nèi)部空間的襯套，其中閥桿(32)支撐在安裝構(gòu)件(37)內(nèi)部。閥構(gòu)件(35、36)分別包括導(dǎo)流器(45)，當(dāng)閥構(gòu)件(35、36)位于打開位置時(shí)，該導(dǎo)流器引導(dǎo)流體遠(yuǎn)離安裝構(gòu)件(37)。
【專利說明】閥改進(jìn)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及閥的改進(jìn)，具體涉及一種閥，其適用于用作廢氣再循環(huán)閥。

【背景技術(shù)】
[0002]廢氣再循環(huán)(EGR)是一種用在內(nèi)燃機(jī)(汽油或柴油內(nèi)燃機(jī))中的已知技術(shù)，內(nèi)燃機(jī)中的部分發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)回到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。EGR可用于減少氮氧化物例如NO和NO2的排放。
[0003]典型的EGR系統(tǒng)應(yīng)包括一個(gè)導(dǎo)管或其它結(jié)構(gòu)，其將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通道的一部分與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的一部分流體連接，從而形成一個(gè)EGR通道。不同發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，應(yīng)滿足不同量的廢氣再循環(huán)，且為調(diào)節(jié)廢氣再循環(huán)流量，該系統(tǒng)通常采用一個(gè)EGR閥，其安裝在EGR通道的某個(gè)點(diǎn)上。
[0004]該EGR閥可位于EGR冷卻器的上游部分(‘熱端閥’)或下游部分(‘冷側(cè)閥’)，該EGR冷卻器位于EGR通道中并用于在廢氣與增壓空氣混合前對(duì)廢氣進(jìn)行冷卻。此外，EGR氣體出發(fā)點(diǎn)可從渦輪機(jī)前跑到渦輪增壓器壓縮機(jī)(高壓回路EGR)后或從渦輪機(jī)后跑到渦輪增壓機(jī)壓縮機(jī)(低壓回路EGR)前。
[0005]EGR閥可為任意配置為打開或關(guān)閉EGR通道的類型，且常常使用單提升閥或雙提升閥。然而，在某些發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，提升閥偶爾會(huì)被卡住且不能響應(yīng)控制輸入。尤其當(dāng)閥被打開時(shí)，由于EGR氣體流動(dòng)的速度和方向，EGR氣流中的碳煙或其它顆粒物能進(jìn)入閥內(nèi)并沉積在閥桿(閥軸)和軸襯之間。
[0006]因此，本發(fā)明的目的在于提供解決方案以解決上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本公開提供一種用在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的閥。所述閥包括:
[0008]閥罩，其限定內(nèi)部空間；
[0009]閥桿；
[0010]至少一個(gè)閥構(gòu)件，其安裝在所述的閥桿上，且所述的至少一個(gè)閥構(gòu)件設(shè)置為在打開位置和關(guān)閉位置之間運(yùn)動(dòng)；和
[0011]安裝構(gòu)件，其位于所述內(nèi)部空間內(nèi)，其中所述的閥桿支撐在該安裝構(gòu)件中；
[0012]其中，所述的至少一個(gè)閥構(gòu)件包括導(dǎo)流器，當(dāng)所述的至少一個(gè)閥構(gòu)件位于打開位置時(shí)，該導(dǎo)流器引導(dǎo)流體遠(yuǎn)離該安裝構(gòu)件，所述的至少一個(gè)閥構(gòu)件具有第一表面，導(dǎo)流器包括從所述第一表面延伸的凸起部分，且該凸起部分基本圍繞該閥桿形成比安裝構(gòu)件更大的區(qū)域。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種包括上述閥和廢氣再循環(huán)混合器模塊的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其中，所述閥安裝在所述廢氣再循環(huán)混合器模塊中。
[0014]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種包括上述廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是具有帶冷側(cè)閥的高壓回路廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)圖示；
[0016]圖2是圖1的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的廢氣再循環(huán)混合器模塊的透視圖；
[0017]圖3是圖2的廢氣再循環(huán)混合器模塊的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0018]圖4是帶導(dǎo)流器的廢氣再循環(huán)閥的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0019]圖5是帶不同結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流器的廢氣再循環(huán)閥的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D。

【具體實(shí)施方式】
[0020]參照?qǐng)D1，圖中顯示一個(gè)典型的發(fā)動(dòng)機(jī)10具有一個(gè)帶冷側(cè)閥的高壓回路廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)11。該發(fā)動(dòng)機(jī)10可為任意適用的發(fā)動(dòng)機(jī)，例如內(nèi)燃機(jī)，尤其是柴油壓縮點(diǎn)火(Cl)內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)10可包括多個(gè)封裝在曲軸箱內(nèi)的燃燒汽缸。每個(gè)燃燒汽缸可與進(jìn)氣歧管12以及排氣歧管13流體地耦合。雖然只顯示了單個(gè)進(jìn)氣歧管和單個(gè)排氣歧管，但是應(yīng)理解為可使用多個(gè)進(jìn)氣或排氣歧管12、13，且每個(gè)進(jìn)氣或排氣歧管12、13耦合至多個(gè)燃燒汽缸。將一種燃料如柴油或燃料氣體混合物通入每個(gè)燃燒汽缸并在該燃燒汽缸內(nèi)以一種已知的方式燃燒。發(fā)動(dòng)機(jī)10可進(jìn)一步包括渦輪增壓器14。
[0021]渦輪增壓器14可包括渦輪機(jī)15和壓縮機(jī)16，其中，渦輪機(jī)和壓縮機(jī)分別具有渦輪機(jī)葉輪和壓縮機(jī)葉輪(圖中未顯示)，且渦輪機(jī)和壓縮機(jī)均安裝在同一渦輪增壓機(jī)軸17上。壓縮機(jī)16可接受來自源頭如周圍空氣的填充，并可通過增壓空氣導(dǎo)管18將壓縮增壓氣體供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)10的進(jìn)氣歧管12。壓縮增壓氣體在通入進(jìn)氣歧管12之前可通過增壓空氣冷卻器19。
[0022]渦輪機(jī)15通過排氣導(dǎo)管20可流體地連接至排氣歧管13，并通過另一導(dǎo)管21流體地連接至發(fā)動(dòng)機(jī)10的排氣系統(tǒng)(圖中未顯示)。排氣系統(tǒng)可包括后處理裝置和一個(gè)或多個(gè)消音器，其中，在廢氣排放到周圍環(huán)境中之前，后處理裝置除去廢氣氣流中的燃燒產(chǎn)物，消音器則用于抑制發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音。發(fā)動(dòng)機(jī)10的排放物通常指廢氣，但在實(shí)際應(yīng)用中也可指氣體，其它流體，例如液體，和甚至固體的混合物，該混合物包括例如C02、H2O, NOx和顆粒物。
[0023]盡管未在圖1中顯示，渦輪增壓器14應(yīng)被認(rèn)為是包括以例如串聯(lián)構(gòu)型布置的多級(jí)渦輪增壓器14的渦輪增壓裝置。
[0024]EGR系統(tǒng)11包括EGR導(dǎo)管，在帶冷側(cè)EGR閥的高壓回路EGR系統(tǒng)的情況下，該EGR導(dǎo)管可流體地連接排氣導(dǎo)管20和進(jìn)氣歧管12，使至少部分廢氣可從排氣導(dǎo)管20再循環(huán)至進(jìn)氣歧管12。該部分再循環(huán)廢氣在此指“EGR氣體”。EGR系統(tǒng)11進(jìn)一步可包括閥23，該閥23可配置成受控于控制器24以改變流經(jīng)EGR導(dǎo)管22的EGR氣體的流量。EGR氣體可通過EGR冷卻器26以便在到達(dá)進(jìn)氣歧管12前被冷卻。EGR冷卻器26和EGR閥23的順序可反過來以形成熱端或冷側(cè)EGR閥23。
[0025]控制器24為單個(gè)控制器或包括多個(gè)獨(dú)立或相連的控制單元?？刂破?4接收和處理來自不同傳感器裝置的信號(hào)并判定發(fā)動(dòng)機(jī)10和/或EGR系統(tǒng)11的運(yùn)行狀態(tài)。
[0026]EGR混合器模塊27可配置成用于混合來自增壓空氣導(dǎo)管18的進(jìn)氣和來自EGR導(dǎo)管22的EGR氣體，從而得到具有合乎要求的均勻度的混合物。在某些實(shí)施例中，EGR混合器模塊27可僅為導(dǎo)管和/或進(jìn)氣歧管12，必要時(shí)EGR混合器模塊27可具有葉片、閥或迷宮的特征以提高混合特性。在某些實(shí)施例中，EGR混合器模塊27可包含專用流體混合器組件。
[0027]EGR閥23位于EGR混合器模塊27中(參照?qǐng)D2和圖3)。EGR混合器模塊27可具有增壓空氣進(jìn)口 28和廢氣進(jìn)口 29，其中，增壓空氣進(jìn)口 28與增壓空氣導(dǎo)管18流體連接，而廢氣進(jìn)口 29可與EGR導(dǎo)管22流體連接?；旌系腅GR氣體和增壓空氣可通過EGR混合器模塊出口 30流出EGR混合器模塊27，EGR混合器模塊出口 30與進(jìn)氣歧管12流體連接。
[0028]EGR閥23可打開或關(guān)閉廢氣進(jìn)口 29，這樣EGR閥23的位置(閥位置)決定了通過EGR導(dǎo)管22的流量(EGR流量)。在某些實(shí)施例中，EGR閥23可被控制成允許不同的EGR流量和/或有選擇地完全阻塞EGR氣流。或者，EGR閥23可為具有打開/關(guān)閉兩個(gè)位置的系統(tǒng)。
[0029]本發(fā)明公開的EGR閥23可為提升閥并包括閥罩31、閥桿32、閥彈簧33和閥促動(dòng)器34。呈第一提升閥36和第二提升閥35形式的第一閥構(gòu)件和第二閥構(gòu)件可以朝向閥桿32的一端安裝，其中第一和第二閥構(gòu)件之間具有間隔。當(dāng)閥桿32穿過閥罩31的孔47(參照?qǐng)D4和圖5)，閥桿32由安裝構(gòu)件如圓柱形對(duì)準(zhǔn)襯套37所支撐。襯套37充當(dāng)直線導(dǎo)軌使閥桿32相對(duì)于襯套37以最小的摩擦阻力進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。盡管附圖描述了雙提升閥，EGR閥23可為單提升閥。凸緣38安裝在閥桿32的另一端，閥彈簧33位于閥桿32的具有凸緣38的一端并位于凸緣38和閥罩31的凹部39之間。彈簧彈力作用于凸緣38和閥罩31之間以將EGR閥23保持在關(guān)閉位置。
[0030]閥罩31的與廢氣進(jìn)口 29的孔42位于同一直線上的一部分可進(jìn)一步限定腔室43，該腔室43具有由一對(duì)閥座40、41形成的兩個(gè)出口。在閥關(guān)閉位置，提升閥35、36周圍與閥座40、41密封結(jié)合，從而限制EGR氣體流入EGR混合器模塊27。在閥打開位置，將提升閥35,36從閥座40、41上移開，從而使EGR氣體流入EGR混合器模塊27。EGR閥23可在關(guān)閉位置和(一個(gè)或多個(gè))打開位置之間運(yùn)動(dòng)。
[0031]第一(或唯一的)提升閥36具有第一表面44，第一表面44周圍與閥座40密封。第一表面44具有導(dǎo)流器45，導(dǎo)流器45可為凸起部分如凸脊、管狀凸起、凸緣等，導(dǎo)流器45包圍閥桿32，且導(dǎo)流器45的內(nèi)徑可大于襯套37的外徑?？蛇x擇導(dǎo)流器45的設(shè)計(jì)以用于防止碳煙進(jìn)入孔47及沉積在閥桿32/襯套37界面上?？赏ㄟ^防止EGR氣流直接沖擊該關(guān)鍵區(qū)域來實(shí)現(xiàn)此效果，從而降低EGR閥23運(yùn)動(dòng)受到損害的風(fēng)險(xiǎn)。導(dǎo)流器45可與第一表面44一體成型或單獨(dú)成型并附接在第一表面44上。
[0032]工業(yè)實(shí)用件
[0033]在發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行過程中，燃料如柴油可注入燃燒汽缸并燃燒。燃燒所產(chǎn)生的廢氣可從燃燒汽缸中排出至排氣歧管13。排氣歧管13中的至少部分廢氣可被引導(dǎo)流經(jīng)渦輪機(jī)15并驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)15?？蓪⑾牡舻膹U氣通過排放系統(tǒng)從渦輪機(jī)15中排放到大氣中，在此之前可進(jìn)行處理以減少排放物。另一部分廢氣，即EGR氣體可被引導(dǎo)至EGR混合器模塊27。如前所述，EGR氣體在進(jìn)入EGR混合器模塊27前先被冷卻。
[0034]渦輪機(jī)15可將動(dòng)力通過渦輪增壓機(jī)軸17傳遞給壓縮機(jī)16，且渦輪機(jī)15和壓縮機(jī)16均安裝在渦輪增壓機(jī)軸17上。壓縮機(jī)16可吸入增壓空氣(或其它氣體)并將其壓縮。被壓縮的增壓空氣可從壓縮機(jī)16中排出并流經(jīng)增壓空氣導(dǎo)管18進(jìn)入進(jìn)氣歧管12，進(jìn)氣歧管12包含EGR混合器模塊27。如前所述，被壓縮的燃燒氣體在進(jìn)入EGR混合器模塊27/進(jìn)氣歧管12前由EGR冷卻器26進(jìn)行冷卻。
[0035]當(dāng)EGR閥23位于關(guān)閉位置時(shí)，無EGR氣體進(jìn)入EGR混合器模塊，而被壓縮的增壓空氣則經(jīng)EGR混合器模塊27流入到進(jìn)氣歧管12中進(jìn)行燃燒。
[0036]當(dāng)EGR閥23位于打開位置時(shí)，EGR氣體可通過廢氣進(jìn)口 29進(jìn)入EGR混合器模塊27且可流入EGR混合器模塊27的上部腔室46與清潔壓縮增壓空氣混合?；旌蠚怏w然后可被引導(dǎo)至進(jìn)氣歧管12進(jìn)行燃燒。
[0037]當(dāng)EGR閥23位于打開位置時(shí)，攜帶有燃燒產(chǎn)生的碳煙及其它顆粒物的EGR氣體可流過在閥桿32周圍并在第一提升閥36和閥座40之間形成的間隙。導(dǎo)流器45引導(dǎo)EGR氣體遠(yuǎn)離襯套37和閥桿32之間的界面，從而可防止顆粒物沉積在襯套37和閥桿32之間的間隙中。
[0038]因此，降低了 EGR閥23被卡住和無法響應(yīng)于控制輸入的可能性。
【權(quán)利要求】
1.一種用在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的閥，其特征在于，包括: 閥罩，其限定內(nèi)部空間； 閥桿； 至少一個(gè)閥構(gòu)件，其安裝在所述的閥桿上，且所述的至少一個(gè)閥構(gòu)件設(shè)置為在打開位置和關(guān)閉位置之間運(yùn)動(dòng)；和 安裝構(gòu)件，其位于所述內(nèi)部空間內(nèi)，其中所述的閥桿支撐在該安裝構(gòu)件中； 其中，所述的至少一個(gè)閥構(gòu)件包括導(dǎo)流器，當(dāng)所述的至少一個(gè)閥構(gòu)件位于打開位置時(shí)，該導(dǎo)流器引導(dǎo)流體遠(yuǎn)離該安裝構(gòu)件，所述的至少一個(gè)閥構(gòu)件具有第一表面，所述導(dǎo)流器包括從所述第一表面延伸的凸起部分，且該凸起部分基本圍繞該閥桿形成比安裝構(gòu)件更大的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，進(jìn)一步包括一對(duì)安裝在閥桿上的閥構(gòu)件，且兩個(gè)閥構(gòu)件之間有空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥，其特征在于，該閥構(gòu)件或每個(gè)閥構(gòu)件為提升閥。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，該安裝構(gòu)件為襯套。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，該導(dǎo)流器或每個(gè)導(dǎo)流器與其各自的閥構(gòu)件一體成型。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，該導(dǎo)流器或每個(gè)導(dǎo)流器附設(shè)在其各自的閥構(gòu)件上。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，包括廢氣再循環(huán)閥。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，該導(dǎo)流器或每個(gè)導(dǎo)流器包括從其各自的閥構(gòu)件突出的環(huán)形構(gòu)件。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，該導(dǎo)流器或每個(gè)導(dǎo)流器具有外表面，當(dāng)閥構(gòu)件位于打開位置時(shí)，所述外表面成型為利于引導(dǎo)流體遠(yuǎn)離安裝構(gòu)件。
10.一種包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的閥和廢氣再循環(huán)混合器模塊的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，該閥安裝于該廢氣再循環(huán)混合器模塊中。
11.一種包括權(quán)利要求10所述的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】F02M25/07GK104271931SQ201380022802
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月1日
【發(fā)明者】P·維爾金森, J-Y·提利爾, M·A·帕森斯 申請(qǐng)人:珀金斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司