設(shè)置有改進(jìn)的開口的發(fā)動機(jī)控制閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)控制閥，具有界定內(nèi)部管道的本體并包括活門(1)，所述活門具有將所述活門(1)分為第一部分(3)和第二部分(4)的旋轉(zhuǎn)軸(2)，所述活門(1)在完全打開位置和關(guān)閉位置之間可樞轉(zhuǎn)地安裝在所述管道內(nèi)，所述完全打開位置允許流體在管道中的流動，所述關(guān)閉位置阻止所述流動，且對于所述關(guān)閉位置，第一部分(3)鄰接抵靠剛性地連接至閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密封件(8)，所述密封件(8)設(shè)置有開口(11)，所述開口(11)與管道中的氣體通道的橫截面相等。密封件(8)具有延伸部(12)，所述延伸部(12)突出到開口(11)中，以部分地覆蓋所述開口(11)。
【專利說明】設(shè)置有改進(jìn)的開口的發(fā)動機(jī)控制閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)控制閥。該類型的閥可例如裝配至車輛的熱發(fā)動機(jī)的氣體供應(yīng)回路，以調(diào)節(jié)EGR(排氣再循環(huán))氣體在環(huán)路中的流動，使得從馬達(dá)輸出的排氣的一部分能夠被抽吸且在所述發(fā)動機(jī)的上游被重新注入。該類型的閥的操作原理基于活門的被命令旋轉(zhuǎn)，所述活門可從完全打開位置(允許流體通過)移動至關(guān)閉位置(阻止流體通過)。本發(fā)明涉及一種具有改進(jìn)的開口機(jī)構(gòu)的流體循環(huán)閥。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機(jī)控制閥因此具有一個(gè)活門，所述活門可樞轉(zhuǎn)地安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，使得所述軸將活門分為第一部分和第二部分。應(yīng)指出，在活門的第一和第二部分之間不存在形成邊界的物理界限。假設(shè)這兩個(gè)部分名義上被一平面分開，所述平面穿過活門的旋轉(zhuǎn)軸且垂直地跨過所述活門。其中組裝有活門的閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括密封件。當(dāng)所述活門處于關(guān)閉位置中時(shí)，所述活門的第一部分與該密封件接觸，而第二部分與所述密封件齊平，與所示密封件留出幾十毫米的間隙。
[0003]參考圖1,圖1繪制示出氣體的質(zhì)量流速，該質(zhì)量流速作為閥的活門的開度角的函數(shù)，該類型的閥常常遇到的問題是，對于活門的小開度角，氣體流速初始增加太快，繼而在繼續(xù)再次規(guī)律增加(如果活門的開度角繼續(xù)增加)之前停滯。實(shí)際上，曲線100，其示出作為活門的開度角的函數(shù)的流動通過閥的氣體的質(zhì)量流速，該曲線100初始地示出第一非常陡區(qū)域101，該第一非常陡區(qū)域101對應(yīng)于在約0°至5°的角度范圍內(nèi)的流速的突然增加，之后跟著第二區(qū)域102，類似平臺，且對應(yīng)于約5°至10°的角度范圍，所述曲線100以第三大致線性區(qū)域103結(jié)束，示出在大于約10°的角度范圍內(nèi)作為活門的開口的函數(shù)的所述流速的大致成比例進(jìn)展。在曲線圖上示出的另外兩個(gè)曲線106、106表示穿過其他類型閥的氣體的質(zhì)量流速的線性變化，所述質(zhì)量流速作為所述閥的活門的開度角的變化(貫穿所述活門的可能角度打開范圍)。這兩個(gè)曲線示出通過根據(jù)本發(fā)明的閥可期望的氣體流速的變化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)控制閥具有密封件，所述密封件已經(jīng)經(jīng)過結(jié)構(gòu)改動，以限制針對所述活門的小開度角的氣體流速。這樣，穿過所述閥的氣體流速將貫穿活門的角度打開范圍為線性，由此消除了針對非常小的開度角觀察到的該流速的突然增加階段，以及在該突然增加階段之后該流速的停滯階段。根據(jù)本發(fā)明的閥由此確保氣體流速的逐漸增加，其是平滑的且沒有起點(diǎn)，由此當(dāng)與已有閥比較時(shí)使得能夠更好地控制該流速。
[0005]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)控制閥，具有界定內(nèi)部管道的本體并包括活門，所述活門具有將所述活門分為第一部分和第二部分的旋轉(zhuǎn)軸，所述活門在完全打開位置和關(guān)閉位置之間可樞轉(zhuǎn)地安裝在所述管道內(nèi)，所述完全打開位置允許流體在管道中流動，所述關(guān)閉位置阻止所述流動，且對于所述關(guān)閉位置，第一部分鄰接抵靠密封件，所述密封件設(shè)置有開口，所述開口使得氣體能夠流動通過管道。密封件具有延伸部，所述延伸部突出到開口中，以使得部分覆蓋所述開口。密封件的這樣的延伸部的目的是減小當(dāng)活門樞轉(zhuǎn)打開時(shí)氣體的流動面積，以便在所述活門打開的前幾度上減少氣體流速的增加，且因此消除在所述流速的該突然增加階段之后的停滯階段。相應(yīng)地，貫穿與活門從其關(guān)閉位置逐漸樞轉(zhuǎn)對應(yīng)的閥的整個(gè)打開階段，所述閥中的氣體流速的增加是規(guī)律的，斜度沒有變化。密封件可例如為環(huán)形或矩形，所述密封件的開口大致對應(yīng)于管道中的氣體流動面積。術(shù)語“大致”意思是，開口可略微小于管道中的氣體流動面積，但是不改變閥中的所述氣體的流動特性。意圖減少密封件的初始打開的大小的延伸部可由連結(jié)至密封件的分立部件制成，或與所述密封件同時(shí)制造，與其形成單個(gè)部件?；铋T的第一部件理想地設(shè)計(jì)為支承抵靠密封件，以確保閥的完全氣密關(guān)閉。當(dāng)閥處于關(guān)閉位置中時(shí)，延伸部通過位于活門的第一部分的上游(考慮氣體的流動方向)而回到與所述活門的第一部分接觸，使得所述延伸部至少部分地保護(hù)活門的所述第一部分于所述進(jìn)入氣體。
[0006]延伸部可形成一表面，該表面僅在平行于密封件的平面中延伸。
[0007]替代地，延伸部可形成一表面，該表面僅在與密封件相同的平面中延伸。
[0008]延伸部可形成僅突出到開口中的表面。
[0009]延伸部可形成非柔性表面。
[0010]所述延伸部可限定一邊緣，所述邊緣突出到所述開口中且沿與所述開口的兩個(gè)鄰近邊緣形成相交部的方向延伸。
[0011]有利地，延伸部減少密封件的開口的至少15%。實(shí)際上，開口的該減少需要足夠大，以獲得活門的開度和流速的值之間的一定比例，特別是對于活門的前幾個(gè)開度。但是，該減少不應(yīng)該大到能在閥中產(chǎn)生瓶頸，該瓶頸會具有負(fù)面效應(yīng)且這會有損于閥中的氣體的流動條件。
[0012]優(yōu)選地，在存在延伸部的情況下，由密封件產(chǎn)生的開口具有平滑輪廓。實(shí)際上，得到的減少的開口不應(yīng)具有帶有點(diǎn)、突出邊緣或尖銳中空部的不均勻輪廓，所述點(diǎn)、突出邊緣或尖銳中空部通過產(chǎn)生局部化渦流或不均一壓力區(qū)域而導(dǎo)致對閥中的氣流的局部擾動。
[0013]在存在延伸部的情況下，由密封件產(chǎn)生的開口的形狀可以為多邊形，具有至少五個(gè)邊和三個(gè)相繼的直角。
[0014]替代地，在存在延伸部的情況下，由密封件產(chǎn)生的開口的總體形狀可以為多邊形，具有至少四個(gè)邊和三個(gè)相繼的直角。
[0015]優(yōu)選地，所述開口為矩形，所述延伸部為三角形且出自圍繞所述開口的密封件的至少一個(gè)邊緣。延伸部的該形狀易于制造，且優(yōu)選地適于解決問題。
[0016]有利地，所述延伸部為直角三角形且連結(jié)至圍繞所述開口的密封件的至少兩個(gè)邊緣。以該方式，延伸部有助于減小密封件的開口，而不產(chǎn)生易于不利地影響閥中的氣流的斷口或粗糙邊緣。
[0017]優(yōu)選地，所述延伸部和密封件形成單個(gè)部件。得到的密封件可因此在單個(gè)操作中精確可控地制造。
[0018]優(yōu)選地，一些材料已經(jīng)從活門的第一部分在一區(qū)域中被移除，該區(qū)域的輪廓對應(yīng)于密封件的延伸部的輪廓，以使得當(dāng)活門處于關(guān)閉位置中時(shí)所述延伸部布置在所述區(qū)域中。實(shí)際上，當(dāng)活門處于其阻擋管道的關(guān)閉位置中時(shí)，第一部分必須與密封件緊密地且理想地相互作用，以確保其完全氣密。材料從活門的第一部分的該移除使得當(dāng)活門阻擋閥的管道時(shí)密封件的延伸部能夠布置為最優(yōu)地抵靠所述第一部分。這樣的布置(其中活門的第一部分和開口的延伸部緊密配合)使得能夠最優(yōu)地解決與對于活門的小開度角氣體流速突然增加相關(guān)的問題。
[0019]有利地，當(dāng)活門處于關(guān)閉位置中時(shí)，所述延伸部以平坦接觸與活門的第一部分接口 ο
[0020]有利地，密封件具有延長部，所述延長部意圖與活門的第二部分相互作用。實(shí)際上，當(dāng)活門處于關(guān)閉位置中時(shí)，使活門的第二部分與密封件的該延長部齊平，留有幾十毫米的最小間隙。設(shè)想密封件總體為平且薄的。為了有助于理解本發(fā)明，該延長部對應(yīng)于詳細(xì)描述中描述的密封件的第二部分。
[0021]有利地，密封件的延長部具有第二開口。當(dāng)活門處于抵靠密封件的關(guān)閉位置中時(shí)，壓力不平衡在所述活門的第一部分周圍產(chǎn)生，這是由于沖擊所述第一部分的氣流，使得所述第一部分趨向于被推動且略微打開。位于密封件的延長部中的第二開口意圖在活門的第二部分后產(chǎn)生低壓，該第二部分繼而趨向于被所述低壓吸住。在由該第二部分減緩的運(yùn)動對抗第一部分的運(yùn)動時(shí)，其起補(bǔ)償作用，以防止所述活門變形且使其能夠保持得到的線性構(gòu)形，以便確保當(dāng)其處于關(guān)閉位置中時(shí)的良好氣密性。
[0022]優(yōu)選地，密封件的延長部具有肋，第二開口形成在所述肋中，第二開口形成在該肋中增加了由此由所述開口產(chǎn)生的低壓表面，且有助于確保活門的特別氣密的關(guān)閉。優(yōu)選地，第二開口占據(jù)延長部中的中心位置。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的閥具有以下優(yōu)勢:貫穿活門的整個(gè)打開范圍提供對氣體流速的良好控制，特別是通過在活門的減少的角度打開范圍上提供氣體流速的規(guī)律的線性的增加。根據(jù)本發(fā)明的閥具有以下優(yōu)勢:比已有調(diào)節(jié)閥更高效，這是由于氣體流速的該改進(jìn)的控制，同時(shí)保持相同尺寸且易于制造

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]以下參考附圖提供了根據(jù)本發(fā)明的閥的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，在圖中:
[0025]圖1，已經(jīng)描述了，是示出了現(xiàn)有技術(shù)中穿過調(diào)節(jié)閥的氣體的質(zhì)量流速的曲線圖，所述質(zhì)量流速是所述閥的活門的開度角的函數(shù)；
[0026]圖2是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)控制閥的透視圖；
[0027]圖3是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)控制閥的活門的透視圖；
[0028]圖4是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)控制閥的活門和密封件的透視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]機(jī)動車輛的熱機(jī)的氣體回路包括所述發(fā)動機(jī)的上游供氣部分和下游排放部分，特別是新鮮空氣流動通過所述上游供氣部分，要被排放到車輛外部的燃燒后氣體流動通過所述下游排放部分。通常，這樣的氣體回路包括至少一個(gè)排氣再循環(huán)(EGR)環(huán)路，所述環(huán)路將下游排放部分連結(jié)至上游供氣部分，以便允許排氣與進(jìn)入的新鮮空氣混合。由于這些EGR環(huán)路不應(yīng)在發(fā)動機(jī)的所有操作階段期間持久地打開，因此它們每一個(gè)裝配有EGR閥，所述EGR閥允許流動通過相關(guān)環(huán)路的排氣流被調(diào)節(jié)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的EGR閥包括氣體循環(huán)管道和活門1，所述活門可樞轉(zhuǎn)地安裝在旋轉(zhuǎn)軸2上且能夠在關(guān)閉位置和完全打開位置之間移動，在所述關(guān)閉位置中，活門防止排氣流動，在完全打開位置中，活門允許該流處于最大速率下?；铋TI的控制機(jī)構(gòu)允許所述活門I被設(shè)定至這兩個(gè)端位置之間的任何中間位置。
[0031]參考圖3，活門I安裝在軸2上，使得所述軸2將所述活門I分為第一部分3和第二部分4。所述部分3、4是平的且薄的，并相對于彼此連續(xù)地布置。優(yōu)選地，它們形成單個(gè)部件。這兩個(gè)部分3、4具有相同寬度，所述寬度是其沿旋轉(zhuǎn)軸2測量的尺寸，同時(shí)第一部分3短于第二部分4，長度是其沿垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸2的軸線測量的尺寸。第一部分3和第二部分4彼此剛性地連結(jié)，使得它們同時(shí)繞軸2旋轉(zhuǎn)且布置為相對于彼此成180°。活門I的第二部分4是矩形的且具有恒定厚度?；铋TI的第一部分3包括具有恒定厚度的大致矩形的支撐部件5，其上安裝有大致矩形的連結(jié)部件6，連結(jié)部件6具有定形的(shaped)厚度，所述連結(jié)部件6將活門I的第二部分4連結(jié)至支撐部件5。實(shí)際上，定位為與支撐部件5接觸的該連結(jié)部件6理想地延伸活門I的第二部分4，連結(jié)部件6和第二部分4之間的連結(jié)平面7處的厚度是相同的，該連結(jié)部件6的厚度在其沿垂直于該平面7的方向遠(yuǎn)離所述連結(jié)平面7移動時(shí)逐漸減小。應(yīng)指出，連結(jié)平面7平行于活門I的旋轉(zhuǎn)軸2。在支撐部件5和連結(jié)部件6接觸之處，支撐部件5的尺寸大于連結(jié)部件6的尺寸，使得活門I的第一部分3的U形周邊部分的厚度與該支撐部件5的厚度相同。優(yōu)選地，活門I的第二部分4和連結(jié)部件6形成單個(gè)部件。實(shí)際上，“連結(jié)部件”的概念已經(jīng)被包括，是為了盡可能準(zhǔn)確地描述活門1，而不是表明該部件必需是獨(dú)立的。活門I的兩個(gè)部分3、4也是一樣，所述兩個(gè)部分3、4對應(yīng)于活門I的位于軸兩側(cè)的兩個(gè)部分，但不必具有標(biāo)記的和可見的物理界限。
[0032]參考圖2，一旦活門I已經(jīng)布置在閥內(nèi)，其與剛性地連接至所述閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密封件8配合，以確保當(dāng)活門I處于關(guān)閉位置時(shí)所述閥是氣密的。密封件8是具有總體矩形形狀的平薄部件，使得可以區(qū)分第一部分9和第二部分10，所述第二部分10在權(quán)利要求中稱為延長部。第一部分9是矩形的，且沿垂直于所述密封件8的縱向軸線的方向延伸。換句話說，密封件8的縱向軸線和第一部分9的縱向軸線垂直。該第一部分9包括開口，對于現(xiàn)有技術(shù)中的密封件來說，該開口是矩形的且其尺寸接近閥的管道中的氣體的流動面積的尺寸。對于根據(jù)本發(fā)明的EGR閥，該開口 11已經(jīng)借助突出到所述開口 11中的密封件的延伸部12被減少，所述延伸部12是直角三角形。更具體地，該延伸部12的兩個(gè)垂直邊13、14與界定開口的兩個(gè)垂直邊緣15、16接觸，所述邊13、14中的每一個(gè)短于其支承抵靠的邊緣15,16的長度。有利地，該延伸部12和密封件8由相同材料制成并形成單個(gè)部件，且所述邊13、14和所述邊緣15、16提供完美的連續(xù)性且不能被區(qū)分。得到的開口 11因此具有在較短長度上有恒定寬度的端部17，所述寬度沿所述開口 11的長度的剩余部分隨著其遠(yuǎn)離有恒定寬度的所述端部17移動而減小，之后達(dá)到最小非零值。密封件8的第二部分10是矩形的，且沿垂直于所述密封件8的縱向軸線的方向延伸。換句話說，密封件8的縱向軸線和第二部分10的縱向軸線垂直。該第二部分10總體完整，且具有凹部18，所述凹部18為矩形槽的形式，平行于密封件8的第二部分10延伸。該槽18在密封件8的第二部分11中占據(jù)中心位置。該第二部分10設(shè)置有第二開口 19，類似圓形孔，所述孔19位于槽18的中心處。該孔19的尺寸明顯小于第一部分9的開口 11的尺寸，兩者的表面積之間的比值在10和20之間變化。
[0033]參考圖2，材料已從活門I的連結(jié)部件6移除，所述材料輪廓為三角形，并具有與密封件8的延伸部12相同的尺寸。因此，所述連結(jié)部件6具有傾斜邊緣20。一旦位于閥中的關(guān)閉位置中，活門I的第一部分3可定位為抵靠密封件8的第一部分9，使得密封件8的延伸部12可被容納在所述第一部分3的由該被移除材料形成的形狀中。
[0034]參考圖4，活門I安裝在閥中，使得第一部分3與密封件8的第一部分9配合，且使得第二部分4與密封件8的第二部分10配合，所述活門I的旋轉(zhuǎn)軸2形成密封件8的兩個(gè)部分9、10之間的分界。當(dāng)活門I返回至關(guān)閉位置時(shí)，第一部分3與密封件8的第一部分9接觸，使得密封件8的延伸部12在由被移除材料產(chǎn)生的座部中與所述第一部分3接觸。同時(shí)，使活門I的第二部分4與密封件8的第二部分10齊平，留有幾毫米間隙。形成在密封件8的第二部分10中的第二開口 19使得可以產(chǎn)生意圖吸住活門的第二部分4的低壓，以便補(bǔ)償活門I的第一部分3的運(yùn)動。實(shí)際上，當(dāng)閥處于關(guān)閉布置中時(shí)，位于活門I的上游的氣體在所述活門I的第一部分3上施加壓力，所述活門趨于被推回且略微打開，允許小量氣體流動通過。低壓有助于沿與第一部分3的方向相反的的方向移動活門I的第二部分4，使得所述活門I能夠保持線性構(gòu)形且由此確保關(guān)閉是嚴(yán)格氣密的。
[0035]相應(yīng)地，密封件8的第一部分9的開口 12的這種減小，結(jié)合活門I的第一部分3的適當(dāng)?shù)臉?gòu)形，使得可以在活門I從其關(guān)閉位置起的前幾度開度期間限制氣體流。因而，貫穿所述活門I的整個(gè)角度打開范圍，氣體流速隨活門I的開度線性增加。這樣的閥使得，貫穿活門I的可能打開范圍，氣體流速與活門的打開角度成比例。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動機(jī)控制閥，具有界定內(nèi)部管道的本體并包括活門(I)，所述活門具有將所述活門(I)分為第一部分(3)和第二部分(4)的旋轉(zhuǎn)軸(2)，所述活門(I)在完全打開位置和關(guān)閉位置之間可樞轉(zhuǎn)地安裝在所述管道內(nèi)，所述完全打開位置允許流體在管道中流動，所述關(guān)閉位置阻止所述流動，且對于所述關(guān)閉位置，第一部分(3)鄰接抵靠密封件(8)，所述密封件(8)設(shè)置有開口(11)，所述開口(11)使得氣體能夠流動通過管道，所述密封件(8)具有延伸部(12)，所述延伸部(12)突出到開口(11)中，以部分地覆蓋所述開口(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的閥，其中，所述密封件(8)在單個(gè)平面中延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的閥，其中，所述延伸部(12)限定一邊緣，所述邊緣突出到所述開口中且沿與所述開口(11)的兩個(gè)連續(xù)邊緣形成相交部的方向延伸。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的閥，其中，當(dāng)活門處于關(guān)閉位置中時(shí)，所述延伸部(12)以平坦接觸與活門(I)的第一部分(3)接合。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的閥，其中，所述開口(11)為矩形，所述延伸部(12)為三角形且出自圍繞所述開口(11)的密封件(8)的至少一個(gè)邊緣(14、15)。
6.如權(quán)利要求5所述的閥，其中，所述延伸部(12)為直角三角形且連結(jié)至圍繞所述開口(11)的密封件⑶的至少兩個(gè)邊緣(14、15)。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的閥，其中，所述延伸部(12)和密封件(8)形成單個(gè)部件。
8.如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的閥，其中，一些材料已經(jīng)從活門(I)的第一部分(3)在一區(qū)域中被移除，該區(qū)域的輪廓對應(yīng)于密封件(8)的延伸部(12)的輪廓，以使得當(dāng)活門(I)處于關(guān)閉位置中時(shí)所述延伸部(12)布置在所述區(qū)域中。
9.如權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的閥，其中，密封件(8)具有延長部(10)，所述延長部設(shè)計(jì)為與活門(I)的第二部分(4)相互作用。
10.如權(quán)利要求9所述的閥，其中，密封件⑶的延長部(10)包括第二開口(19)。
11.如權(quán)利要求10所述的閥，其中，密封件(8)的延長部(10)具有肋(18)，以及第二開口(19)形成在所述肋(18)中。
【文檔編號】F02M25/07GK104471294SQ201380029289
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月3日
【發(fā)明者】G.霍德布爾格, S.勒魯 申請人:法雷奧電機(jī)控制系統(tǒng)公司